ZZ1141H5315W型重型載貨汽車離合器的設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過(guò))

下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) ZZ1141H5315W 型重型載貨汽車 離合器的設(shè)計(jì) 系部名稱 ： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 車輛工程 B07-3 班 學(xué)生姓名 ： 廉洪運(yùn) 指導(dǎo)教師 ： 王永梅 職 稱 ： 講師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一一年六月 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 Undergraduate graduation design Design of ZZ1141H5315W Type Heavy Cargo Cars Clutch Candidate： Lian Hongyun Specialty： Vehicle Engineering Class： B07-3 Supervisor： Lecturer.Wang Yongmei Heilongjiang Institute of Technology 2011-06 Harbin黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 離合器是汽車傳動(dòng)系的一個(gè)重要部件 ，其設(shè)計(jì)的成功與否決定著車輛的動(dòng)力性、平順 性、經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計(jì)要求。 設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的 離合器 ，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 。本文以 ZZ1141H5315W 型重型載貨汽 車為例，根據(jù) 重型載貨汽 車離合器的設(shè)計(jì)要求和車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)自身 的特點(diǎn)，通過(guò)參考多篇文獻(xiàn)資料，以及國(guó)內(nèi)外離合器設(shè)計(jì)手冊(cè)，從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性方面著手分析，對(duì)其做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。 該設(shè)計(jì)分別從離合器總體方案的選擇、膜片彈簧的設(shè)計(jì)、從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì)和 離合器蓋總成的計(jì)算設(shè)計(jì)著手 ，從而確定了離合器基本的結(jié)構(gòu)類型并計(jì)算了各零部件的參數(shù)尺寸，經(jīng)校核，符合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 。 關(guān)鍵詞 ： 離合器；傳動(dòng)系； 重型載貨汽 車 ；總成；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT Clutch auto transmission system, its design is an important part of the success of the power, determines the vehicle smooth, economy, and other aspects of the design requirements. Design a simple structure, reliable operation and low cost, can greatly reduce the clutch atvproduce total cost, promote the development of car economy. Based on ZZ1141H5315W type heavy cargo cars for example, according to the heavy cargo clutch design requirements and vehicle power transmission system characteristic of oneself, through reference documents many articles, and domestic and foreign clutch design manual, from economy and practicability aspects of its analysis, to do a detailed design. This design separately from the clutch of choice, the overall design of diaphragm spring design, the design of the platen assembly and clutch cover assembly design to the calculation of, so as to determine the basic structure and the calculation of parts of the parameters, check with the size, structure the design requirements. Key words： The clutch； The transmission； Heavy cargo car； Assembly； Structure design黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 . I Abstract . II 第 1 章 緒論 . 1 1.1 選題的依據(jù)、目的及意義 . 3 1.2 重型載貨汽車離 合器發(fā)展現(xiàn)狀 . 3 1.3 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 . 5 第 2 章 離合器總體方案的確定 . 6 2.1 離合器的功用及設(shè)計(jì)要求 . 6 2.2 離合器的類型 . 7 2.3 重型載貨汽車原始參數(shù) . 9 2.4 從動(dòng)盤的選擇 . 9 2.5 膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式選擇 . 9 2.6 壓盤的驅(qū)動(dòng)方式 . 10 2.7 本章小結(jié) . 10 第 3 章 膜片彈簧 的設(shè)計(jì) . 10 3.1 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 . 10 3.2 約束條件 . 12 3.3 膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系 . 12 3.4 膜片彈簧強(qiáng)度計(jì)算 .11 3.5 本章小結(jié) . 14 第 4 章 離合器從動(dòng)盤總體設(shè)計(jì) . 15 4.1 從動(dòng)盤設(shè)計(jì) . 13 4.1.1 從動(dòng)片設(shè)計(jì) . 15 4.1.2 從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì) . 16 4.2 摩擦片的設(shè)計(jì) . 17 4.2.1 摩擦片主要參數(shù)的選擇 . 17 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4.2.2 離合器基本參數(shù)的校核 . 18 4.3 扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì) . 19 4.3.2 減震彈簧 設(shè)計(jì) . 20 4.3.3 從動(dòng)盤減震器在特性上的局限性 . 21 4.4 本章小結(jié) . 23 第 5 章 離合器蓋總成設(shè)計(jì) . 24 5.1 離合器蓋總成設(shè)計(jì) . 24 5.2 本章小結(jié) . 25 結(jié)論 . 27 參考文獻(xiàn) . 28 致謝 . 29 附錄 1 . 30 附錄 2 . 35 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 買文檔送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 1 章 緒 論 1.1 選題的依據(jù)、目的及意義 重型載貨汽車在 汽車行業(yè)中應(yīng)用較廣泛，而 離合器是重型載貨汽車的一個(gè)重要部件 ，其設(shè)計(jì)的成功與否決定著車輛的動(dòng)力性、平順性、經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉的 離合器 ，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 所以本題設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的 重型載貨汽車離合器 具有一定的實(shí)際意義。 1.2 重型載貨汽車離合器發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)重型載貨汽車產(chǎn)量從無(wú)到有直至發(fā)展到 2004年的 37萬(wàn)輛規(guī)模，用了近 50年的時(shí)間，其中 1999年前產(chǎn)量一直在 4萬(wàn)輛以內(nèi)徘徊， 2000年以后，重型載貨汽車的產(chǎn)量呈直線上升趨勢(shì)。 2000年至 2004年產(chǎn)量分別為： 8.2、 15.7、 25.3、 26.2、 37.1萬(wàn)輛。 國(guó)內(nèi)重型載貨汽車市場(chǎng)呈現(xiàn)以下特點(diǎn)： 重型載貨汽車產(chǎn)量和占載貨汽車總產(chǎn)量的比重實(shí)現(xiàn)雙增長(zhǎng)； 重型載貨汽車同比增長(zhǎng)率出現(xiàn)新變化； 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局發(fā)生明顯變化。 在重型汽車市場(chǎng)中，大噸位車輛份額增速明顯。在 2002、 2003和 2004年重型汽車市場(chǎng)的銷量中，市場(chǎng)份額最大的雖然仍為的 8-15t，但所占市場(chǎng)份額 呈下降趨勢(shì)；黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 15-25t市場(chǎng)份額逐年增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速度明顯；上升幅度最快的為 25t以上產(chǎn)品，雖然所占市場(chǎng)份額較少，但其銷量和市場(chǎng)份額都出現(xiàn)了快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。 而且， 近幾年，隨著國(guó)內(nèi)重型載貨汽車生產(chǎn)企業(yè)與國(guó)外重型載貨汽車生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)交流、合資合作的加強(qiáng)及發(fā)展，以及國(guó)內(nèi)重型載貨汽車生產(chǎn)企業(yè)為適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，研發(fā)工作受到廣泛重視，在汽車舒適性、安全性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性和環(huán)保性等方面取得了一定進(jìn)步。 國(guó)內(nèi)各大重型載貨汽車生產(chǎn)企業(yè)紛紛推出新款駕駛室，新款駕駛室更加注重外觀和內(nèi)飾的高檔化設(shè)計(jì)。外觀設(shè)計(jì)大多追求整體 流線造型的風(fēng)格，內(nèi)飾設(shè)計(jì)體現(xiàn) “ 以人為本 ” 的理念，內(nèi)飾 “ 轎車化 ” 趨勢(shì)明顯。推出的主要新款駕駛室有：中國(guó)重汽集團(tuán)的斯太爾王駕駛室、采用 MAN駕駛室技術(shù)的中重型黃河王子駕駛室、采用沃爾沃駕駛室技術(shù)的 “ HOWO” 車型駕駛室 等。 為滿足市場(chǎng)高噸位裝載的要求，國(guó)內(nèi)主要重型載貨汽車產(chǎn)品均采用了加強(qiáng)型改進(jìn)設(shè)計(jì)，如加強(qiáng)型車橋、加強(qiáng)型懸架、加強(qiáng)型車架總成等。中國(guó)重汽、陜汽、重慶紅巖、北汽福田、一汽解放及東風(fēng)柳汽等廠家都在采取各種手段構(gòu)建高噸位產(chǎn)品平臺(tái)。 通過(guò)采用機(jī)電一體化技術(shù)，提高安全性及操縱方便性在安全性方面，目前國(guó)產(chǎn)重型 汽車已開(kāi)始匹配制動(dòng)防抱死裝置 (ABS)和驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng) (ASR)。電渦流緩速器、自動(dòng)間隙調(diào)整臂、盤式制動(dòng)器、汽車行駛記錄儀等也得到一定程度的 應(yīng) 用。 GPS等裝置尚處于預(yù)研階段 1 。 在操縱方便性方面，我國(guó)重型載貨汽車開(kāi)始應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)電噴控制裝置、電控機(jī)械換擋裝置、電動(dòng)門窗、電加熱后視鏡、電動(dòng)駕駛室翻轉(zhuǎn)裝置及電動(dòng)備胎升降裝置等。另外，集中潤(rùn)滑系統(tǒng)和自動(dòng)充放氣系統(tǒng)裝置等有一定批量的應(yīng)用。 國(guó)外重型載貨汽車普遍采用空氣懸架，使車輛具有良好的高速行駛平順性，實(shí)現(xiàn)高運(yùn)輸質(zhì)量，并 減小對(duì)路面的破壞程度。 2003年，中國(guó)重汽集團(tuán)率先推出裝用空氣懸架的 4x2式牽引汽車；同時(shí)，中國(guó)重汽、一汽解放、北汽福田等廠家正在研制五軸公路運(yùn)輸車，其中的第五軸采用了浮動(dòng)車橋技術(shù)。 原有的國(guó)產(chǎn)重型載貨汽車用柴油機(jī)，如中國(guó)重汽集團(tuán)的斯太爾 WD615、 WD618系列柴油機(jī)、上海柴油機(jī)廠的 D6114型系列柴油機(jī)等通過(guò)高壓共軌等技術(shù)滿足歐 、歐 排放要求；另一方面，一些廠家則利用合資等手段合作，引進(jìn)大功率柴油機(jī)來(lái)提高功率、降低排放 ， 實(shí)現(xiàn)高功率化。 以內(nèi)燃機(jī)在作為動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)汽車中，離合器是作為一 個(gè)獨(dú)立的總成存在的。離合器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，汽車從啟動(dòng)到行駛的整個(gè)過(guò)程中，經(jīng)常需要使用離合器。是任何汽車都無(wú)法或缺的一部分。它的作用是使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間能逐漸黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 接合，從而保證汽車平穩(wěn)起步；暫時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的聯(lián)系，以便于換擋和減少換擋時(shí)的沖擊；當(dāng)汽車緊急制動(dòng)時(shí)能起分離作用，防止變速器等傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載，起到一定保護(hù)作用。 在采用離合器的傳動(dòng)系統(tǒng)中，早期離合器的結(jié)果形式是摩擦離合器。 它的原型設(shè)計(jì)曾裝在 1889 年德國(guó)戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車輪的小汽車上。 錐形摩擦離合器傳遞扭矩的能力，比相同直徑的其他結(jié) 構(gòu)形式的摩擦離合器要大。但是，其最大的缺點(diǎn)是從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量太大，引起變速器換擋困難。而且這種離合器在接合時(shí)也不夠柔和，容易卡住。 這種方案一直延續(xù)到 20世紀(jì) 20 年代中葉。 次后，在油中工作的所謂濕式的多片離合器逐漸取代了錐形摩擦離合器。但是 這種離合器盤子直徑不能太大，以避免在高速時(shí)把油甩掉。此外， 多片濕式摩擦離合器的片與片之間容易被油粘住，導(dǎo)致分離不徹底，造成換擋困難 ，性能很不穩(wěn)定 。所以它又被干式所取代。多片干式摩擦離合器的主要優(yōu)點(diǎn)是由于接觸面數(shù)多，故接合平順柔和，保證了汽車的平穩(wěn)起步。但因片數(shù)較 多，從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，還是感到換擋不夠容易。另外，中間壓盤的通風(fēng)散熱不良，易引起過(guò)熱，加快了摩擦片的磨損甚至燒傷和破裂。如果調(diào)整不當(dāng)還可能引起離合器分離不徹底。 多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)使人們逐漸趨向于采用單片干式摩擦離合器。它具有從動(dòng) 部 分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，散熱性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，尺寸緊湊，分離徹底等優(yōu)點(diǎn)。而且只要在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，也能使其接合平順。因此，它得到了極為廣泛的應(yīng)用。 近年來(lái)濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，國(guó)外某些重型車上又開(kāi)始采用多片濕式離合器。與干式離合器相比，由于用油泵進(jìn)行強(qiáng)制 冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低（不超過(guò) 93 ），因此，起步時(shí)長(zhǎng)時(shí)間打滑也不致燒傷摩擦片。查閱國(guó)內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的 5-6 倍，但濕式離合器優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)的，超過(guò)這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。目前此技術(shù)尚不夠完善。 隨著汽車運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和提高，以適應(yīng)新的使用條件。從國(guó)外的發(fā)展動(dòng)向來(lái)看，近年來(lái)汽車的性能在向高速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載重汽車趨向大型化 ，但離合器允許加大尺寸的空間有限，離合器的使用條件日酷一日， 此外，對(duì)離合 器的使用要求也越來(lái)越高。所以，增加離合器的傳扭能力，提高其使用壽命，簡(jiǎn)化操作，已經(jīng)成為目前離合器的發(fā)展 趨勢(shì) 2 。 1.3 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 結(jié)合這次設(shè)計(jì)要求，利用所選的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，完成離合器類型的選擇和設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有選擇設(shè)計(jì)所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，離合器的結(jié)構(gòu)方案分析，離合器主要參數(shù)選擇，離合器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 （ 1）發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇：通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、汽車形式、發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)的確定來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)的類型。 （ 3）總體方案的確定：通過(guò)對(duì)離合器功用及設(shè)計(jì)要求，離合器 類型以及離合器發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)確定離合器的基本方案。 （ 4）離合器的計(jì)算與設(shè)計(jì)：通過(guò)離合器基本形式的確定，從而進(jìn)一步完成膜片彈簧、從動(dòng)盤總成的計(jì)算與設(shè)計(jì)。介紹了離合器的制造工藝。計(jì)算了離合器的強(qiáng)度。 （ 5）離合器的操縱機(jī)構(gòu)及蓋總成的設(shè)計(jì)：介紹了離合器的操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，確定了離合器蓋總成的結(jié)構(gòu)。 第 2 章 離合器總體方案的確定 2.1 離合器的功用及設(shè)計(jì)要求 1、離合器的功用： （ 1）使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)逐漸接合，保證汽車平穩(wěn)起步。 （ 2）暫時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)系，便于發(fā) 動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和變速器平順換擋。 （ 3）限制所傳遞的轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載 3 。 2、離合器的設(shè)計(jì)要求： （ 1）具有合適的儲(chǔ)備能力，既能保證傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩又能防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載。 （ 2）接合平順柔和，以保證汽車平穩(wěn)起步。 （ 3）分離迅速?gòu)氐?，便于換擋和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。 （ 4）具有良好的散熱能力。由于離合器接合過(guò)程中，主、從動(dòng)部分有相對(duì)的滑轉(zhuǎn)，在使用頻繁時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如不及時(shí)散出，會(huì)嚴(yán)重影響其使用壽命和工作的可靠性。 （ 5）操作輕便，以減輕駕駛員的疲勞。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 （ 6）從動(dòng)部分 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡量小，以減小換擋時(shí)的沖擊 3 。 3、離合器的工作原理 當(dāng)離合器工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪是離合器的主動(dòng)部件，帶有摩擦片的從動(dòng)盤和從動(dòng)盤轂借滑動(dòng)花鍵與變速器第一軸（離合器從動(dòng)軸）相連。壓緊彈簧將從動(dòng)盤壓緊在飛輪端面上。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動(dòng)盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動(dòng)盤上，在由此經(jīng)過(guò)變速器的第一軸和傳動(dòng)系統(tǒng)中一系列部件傳給驅(qū)動(dòng)輪。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。 由于汽車在行駛過(guò)程中需經(jīng)常保持動(dòng)力傳遞，而中斷傳動(dòng)只是暫時(shí)的需要，所以汽車 離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分應(yīng)經(jīng)常處于接合狀態(tài)。摩擦副之間采用彈簧作為壓緊裝置即是為了適應(yīng)這一要求。欲使離合器分離時(shí)，只要踩下操縱機(jī)構(gòu)中的離合器踏板，套在從動(dòng)盤轂環(huán)槽中的撥叉便撥動(dòng)從動(dòng)盤，克服壓緊彈簧的壓力向右移動(dòng)而與飛輪分離，摩擦副之間的摩擦力消失，從而中斷了動(dòng)力傳遞。 當(dāng)需要重新恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí)，為使汽車速度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化比較平穩(wěn)，應(yīng)該適當(dāng)控制放松離合器踏板的速度，使從動(dòng)盤在壓緊彈簧的壓力作用下向左移動(dòng)，與飛輪恢復(fù)接觸，二者接觸面間的壓力逐漸增加，相應(yīng)的摩擦力矩也逐漸增加。當(dāng)飛輪和從動(dòng)盤接合還不緊密，摩 擦力矩比較小時(shí)，二者可以不同步旋轉(zhuǎn)，即離合器處于打滑狀態(tài)。隨著飛輪和從動(dòng)盤接合緊密程度的逐步增大，二者的轉(zhuǎn)速也漸趨相等。直到離合器完全接合而停止打滑時(shí)，汽車速度才與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。 摩擦離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩取決于摩擦副間的最大靜摩擦力矩，而后者又取決于摩擦間的壓緊力、摩擦因數(shù)以及摩擦面的數(shù)目和尺寸。因此，對(duì)于結(jié)構(gòu)一定的離合器來(lái)說(shuō)，最大靜摩擦力矩是一個(gè)定值。當(dāng)輸入轉(zhuǎn)矩達(dá)到此值時(shí)，則離合器出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，因而限制了傳給傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩，以防止超載。 由上述工作原理可以看出，摩擦離合器主要由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、 壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)，而離合器的操縱機(jī)構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。 在保證可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的前提下，離合器的具體結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足主、從動(dòng)部分分離徹底，接合柔和，從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要盡可能小，散熱良好，操縱輕便，良好的動(dòng)平衡等基本性能要求 4 。 2.2 離合器的類型 根據(jù)所用壓緊彈簧布置位置的不同，可分為周布彈簧離合器、中央彈簧離合器和周布斜置彈簧離合器；根據(jù)所用壓緊彈簧形式的不同，可分為 圓柱螺旋彈簧離合器、圓錐螺旋彈簧離合器和膜片彈簧離合器。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 1、 周置彈簧離合器 周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓拄彈簧，并均勻地布置在一個(gè)或同心的兩個(gè)圓周上，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，過(guò)去廣泛的應(yīng)用在各類汽車上。此結(jié)構(gòu)的彈簧壓力直接作用在壓盤上，為了保證摩擦片上的壓緊力均勻，壓緊彈簧得數(shù)目要隨摩擦片上的直徑增大而增多，而且應(yīng)該是分離杠桿的倍數(shù)。因壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱回火失效。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速很該套時(shí)周置彈簧由于受離心力作用而受力向外彎曲，使彈簧有壓緊力顯著下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力也隨之下降，此外，彈 簧靠在定位座上，造成接觸部位嚴(yán)重磨損，甚至回出現(xiàn)彈簧短裂的現(xiàn)象。 2、 中央彈簧離合器 中央彈簧離合器采用一至兩個(gè)圓柱彈簧或用一個(gè)圓錐彈簧作為壓力彈簧，并且布置在離合器的中心。由于可以選用大的杠桿比，因此可以得到足夠的壓力，且有利于減小踏板力，使操縱輕便；壓緊彈簧不與壓盤直接接觸，不會(huì)使彈簧回火失效；通過(guò)調(diào)整墊片或螺紋容易實(shí)現(xiàn)壓盤對(duì)壓緊彈簧的調(diào)整。這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向尺寸較大，多用與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩大與 400500Nm的商用車上，以減輕其操縱力。 3、 斜置彈簧離合器 斜置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳力盤上，并 通過(guò)壓桿作用在壓盤上。這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)是在磨損或分離離合器時(shí)，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。與上述兩種離合器相比，它具有工作穩(wěn)定，踏板力較小的優(yōu)點(diǎn)。此結(jié)構(gòu)在最大總質(zhì)量大于14t 的商用車上已有采用。 4、 膜片彈簧離合器 膜片彈簧是一種由彈簧鋼制成的具有碟形結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要有碟形彈簧部分和分離指部分組成。 膜片彈簧兩側(cè)有鋼絲支撐圈，借 6 個(gè)膜片彈簧固定釘將起安裝在離合器蓋上。再離合器蓋沒(méi)有固定到飛輪上時(shí)，膜片彈簧不受力，處于自由狀態(tài)。此時(shí)離合器蓋與飛輪安裝面之間有一距離。當(dāng)將離合器蓋用連接螺釘固定到飛輪上時(shí)，由 于離合器蓋靠近飛輪，后鋼絲支撐圈則壓向膜片彈簧使之發(fā)生彈性變形，膜片彈簧的圓錐角變小，幾乎接近于壓平狀態(tài)。同時(shí)，在膜片彈簧的大端對(duì)壓盤產(chǎn)生壓緊力，使離合器處于接合狀態(tài)。當(dāng)分離離合器時(shí)，分離軸承作移，膜片彈簧被壓在前鋼絲支撐圈上，其徑向截面以支撐圈為支點(diǎn)右移，膜片彈簧變成反錐形狀，使膜片彈簧大端右移，并通過(guò)分離彈簧鉤拉動(dòng)壓盤使離合器分離。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 摩擦離合器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、維修方便，目前為絕大部分汽車所采用。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的就是膜片彈簧離合器 4 。 2.3 重型載貨汽車原始 參數(shù) 本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的車型為中國(guó)重汽 ZZ1141H5315W 型重型載貨汽車，其主要參數(shù)如下： 總質(zhì)量 (kg)： 14490 最高車速 (km/h)： 95 外形尺寸（長(zhǎng)寬高 ） (mm):875024702880 額定功率 /轉(zhuǎn)速（ kw/r/min）： 155/2300 最大扭矩 /轉(zhuǎn)速 (N/m/r/min)： 750/14001500 Nemax（ r/min）： 1400 離合器：?jiǎn)纹?、干式、膜片彈?395mm 2.4 從動(dòng)盤的選擇 單片離合器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)能保證分離徹底結(jié)合平順，因此該設(shè)計(jì)選擇單片離合器。 2.5 膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式選擇 膜片彈簧離合器有推式和拉式兩種結(jié)構(gòu)形式。本設(shè)計(jì)選擇拉式膜片彈簧離合器（式膜片彈簧的支撐形式有兩種：無(wú)支撐環(huán)式和單支撐環(huán)式。本設(shè)計(jì)選擇單支撐環(huán)形式）。這是因?yàn)榕c推式相比有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)化，拉式膜片彈簧離合器由于取消了中間各支撐零件，并只用一個(gè)（或不用）支撐環(huán)，因此結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、緊湊、零件數(shù)更少、重量更輕。 （ 2） 轉(zhuǎn)矩容量更大，由于拉式離合器的膜片彈簧式以中部而不是大端與壓盤相壓，因此在同樣壓盤尺寸可采用直徑較大的膜片彈簧，從而提高了壓緊力與轉(zhuǎn)矩容量，而并不增大分離操縱力。 (3)分離效率更高必須提高分離效率，在保證一定壓盤升程時(shí)，應(yīng)減少分離軸承的分離行程即分離空行程，由于拉式離合器的分離指必須嵌裝在專門的分離軸承總成中，分離軸承與分離指之間沒(méi)有自由行程，從而可以提高分離效率。 （ 4）踏板操縱更為輕便。由于拉式離合器膜片的杠桿比大于推式的杠桿比。又由于拉式離合器沒(méi)有中間支撐，這樣減少了許多摩 擦副和摩擦損失，傳動(dòng)效率較高，因此拉式離合器的踏板力相對(duì)推式膜片離合器要降低不少。 （ 5） 使用壽命更長(zhǎng)。由于拉式離合器蓋中央床空加大了，散熱通風(fēng)條件好。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 2.6 壓盤的驅(qū)動(dòng)方式 在膜片彈簧離合器中，扭矩從離合器蓋傳遞到壓盤的方法有凸塊 -窗孔式、三種傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動(dòng)片式的多種。前三種的共同缺點(diǎn)是在連接件之間有間隙，在傳動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動(dòng)效率。彈性傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓盤與飛輪對(duì)中性能好，使用平衡性好，工作可靠，壽命長(zhǎng)。但反向承載能力差， 汽車反拖時(shí)易折斷從動(dòng)片，故對(duì)材料要求較高，一般采用高碳鋼。經(jīng)比較我選擇傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式。 2.7 本章 小結(jié) 本章介紹了離合器的工作原理、功用、分類以及膜片彈簧與其它類型的離合器對(duì)比所體現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)， 還介紹了膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì) 離合器的 從動(dòng)盤數(shù)及干、濕式做了選擇，確定了 壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式及布置、膜片彈簧的支撐形式 和壓盤的驅(qū)動(dòng)形式 。 介紹了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。從而確定了離合器的基本結(jié)構(gòu)類型。 第 3 章 膜片彈簧的設(shè)計(jì) 3.1 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 1.比較 H/h 的選擇 為保證離合器壓緊力變化不大和操縱方便，汽車離 合器用膜片彈簧的 H/h 通常為1.52.0，膜片彈簧板厚為 24mm，本設(shè)計(jì) H/h=2， h=4。 則 H=8。 2.R/r 比值和 R、 r 的選擇 研究表明， R/r 越大，彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈簧特性曲線受直徑誤差的影響越大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和緊壓力的要求 R/r 一般為 1.201.35，本設(shè)計(jì)去 R/r=1.25，摩擦片的平均半徑 mmdDRc 5.15 24 ， r Rc，取 r=153mm，則R=191.25mm，取整 R=192mm，則 R/r=1.255 3.圓錐底角 的選擇 膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角 與內(nèi)錐高度 H聯(lián)系密切，一般在 915范圍內(nèi)， 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 76.11)(a rc ta n rR H ，在 915之間。 4.切槽寬度 1、 2及半徑 re 的確定， 1=3.23.5mm， 2=910mm， re 的取值應(yīng)滿足 rre2的要求。 5.壓盤加載點(diǎn)半徑 R1 和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 r1 的確定 r1 應(yīng)略大于且盡量接近 r，1R應(yīng)略小于 R 且盡量接近 R，本設(shè)計(jì)取1R=190mm，1r =159mm。 6、膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇： 圖 3.1 膜片彈簧工作點(diǎn)位置 該曲線的拐點(diǎn) H 對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且 1H=2 11 NM ,膜片彈簧工作點(diǎn) B 一般取在凸點(diǎn) M 和拐點(diǎn) H之間，且靠近或在 H 點(diǎn)處。一般 1B=（ 0.81.0） 1H，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 取 1B=1H=4.58。 以保證摩擦片在最大磨損限度 范圍內(nèi)的壓 緊力從 F1B 到 F1A 變化不大。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從 B 變到 C。為最大極限減少踏板力， C 點(diǎn)應(yīng)盡量靠近 N 點(diǎn)。 7.分離指數(shù)目 n 的選擇 分離指數(shù)目 n 常取為 18， 大尺寸膜片彈簧可取 24，小尺寸彈簧可取 12，本設(shè)計(jì)取 18。 4 3.2 約束條件 （ 1）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的 H/h 與初始錐角 =H/(R-r)應(yīng)在范圍內(nèi)，即 1.6H/h=22.2 9H/(R-r)=11.7615 (3.21) （ 2）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即 1.20R/r=1.2551.35 702R/h=96100 3.5R/0r5.0 (3.22) （ 3）為了使摩擦片上的壓緊力分布比 較均勻，拉式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑 1r 應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即 拉式：4 )( dD=158mm 1r =159mmD/2=197.5mm (3.23) （ 4）根據(jù)彈簧布置要求， R1 與 R、 r1 與 r 之差在一定范圍內(nèi)，即 1R-R1=27 0r1-r=66 0rf-r04 (3.24) （ 5）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)取，即 拉式： 3.5R1-rf/R1-r19.0 (3.25) 由 （ 3-22）（ 3-24）（ 3-25） 得fr=53mm，0r=50mm 3.3 膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系 1.碟形彈簧的形狀如同錐形墊片，它具有獨(dú)特的彈性特征，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中，膜片彈簧伸出許多有由徑向槽隔開(kāi)的掛狀部分 -分離指。膜片彈簧的彈性特性與尺寸如其碟簧部分的碟形彈簧完全相同。因此，碟形彈簧有關(guān)設(shè)計(jì)公式對(duì)膜片彈簧也適用。通過(guò)支承環(huán)和壓盤加在膜片彈簧上的沿圓周分布的載荷。假象集中在支承點(diǎn)處，用 F1 表示，加載點(diǎn)的相對(duì)變形為則壓緊力 F1 與 1 之間的關(guān)系式為： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 2111111211211 2)()( )/l n ()1(6 hrR rRHrR rRHrR rRuEhF (3.31) 式中： E 彈性慣量，對(duì)于鋼 E=2.1 510 MPa U 泊松比，對(duì)于鋼 u=0.3 H 膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，其碟簧部分的內(nèi)錐高度 H 彈簧鋼板厚度 R 彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的大端半徑 R 彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的小端半徑 1R 壓盤加載點(diǎn)半徑 1r 支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 將 R=192mm,r=153mm， 1R =190mm， 1r =159mm， H=8,h=4 代入上式得： 1F =9300 1 -1755.53 21 +91.843 2.當(dāng)離合器分離時(shí)，膜片彈簧的加載點(diǎn)將發(fā)生變化。設(shè)分離軸承對(duì)分離指端所加載荷為 2F ，相應(yīng)作用點(diǎn)變形為 2 ， 另外，在分離與壓緊狀態(tài)下，只要膜片彈簧變形到相同的位置，其子午斷面從自由狀態(tài)也轉(zhuǎn)過(guò)相同的轉(zhuǎn)角，則有如下關(guān)系 5 ： 2 = 11 11 rR rr f (3.32) 2F = frrFrR1111(3.33) 3.4 膜片彈簧強(qiáng)度計(jì)算 假定膜片彈簧在承載過(guò)程中其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點(diǎn) O 轉(zhuǎn)動(dòng)，斷面在 O 點(diǎn)沿圓周方向的切向應(yīng)力為零，故該店的切向力為零， O 點(diǎn)以外得點(diǎn)均存在外向應(yīng)力和切向應(yīng)力。 現(xiàn)選定坐標(biāo)與子午斷面，使坐標(biāo)原點(diǎn)位于中性點(diǎn) O，令 X 軸平行于子午斷面的下邊，則斷面上任意點(diǎn)的切向力為： xeyxuE 21 2 (3.41) 當(dāng) 一定時(shí)，一定的切向應(yīng)力t在 ZOY 坐標(biāo)系中呈線性分布，當(dāng) 0t時(shí)有： y= x)2( (3.42) 因?yàn)?2 的值很小，我們可以將 2 看成 tan 2 ，由上式可寫(xiě)成黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 Y=tan 2x，此式表明，對(duì)于一定的 ，零應(yīng)力分布在過(guò) O 點(diǎn)而與 X軸呈 2角的直線上。實(shí)際上， 當(dāng) x=-e 時(shí)，無(wú)論t為何值，均存在 y=- 2e，即對(duì)于一定的 ，等應(yīng)力線都匯交與 K點(diǎn)，其坐標(biāo)為 x=-e， y=- 2e。顯然， OK 為零應(yīng)力直線，其內(nèi)側(cè)為壓應(yīng)力區(qū)，外側(cè)為拉應(yīng)力區(qū)，等應(yīng)力線越遠(yuǎn)離零應(yīng)力線，其應(yīng)力值越高。由此可見(jiàn)，碟形部分內(nèi)上緣 B 點(diǎn)的切向壓應(yīng)力最大。當(dāng) K 點(diǎn)的縱坐標(biāo) 2 eh/2時(shí)， A 點(diǎn)的 切向拉應(yīng)力最大；當(dāng) 2 e2/h 時(shí)， A點(diǎn)的切向拉應(yīng)力最大。 分析表明， B 點(diǎn)的應(yīng)力值最高，通常只計(jì)算 B 點(diǎn)的應(yīng)力來(lái)校核碟簧的強(qiáng)度。將 B點(diǎn)坐標(biāo) x-（ e-r） 和 y=h/2 代入式 （ 3.41） ，可得 B點(diǎn)的應(yīng)力tB為： e-r。 tB=( E1-u2 ) 22 2 hrere (3.43) 令 d 0dtB,可求出tB達(dá)到極大值時(shí)的轉(zhuǎn)角pp= + reh2(3.44) 式（ 3-44）表明， B 點(diǎn)最大壓應(yīng)力發(fā)生在比碟簧壓平位置再多轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度arctanh/2(e-r)h/2(e-r)的位置處。 由于 e= rR rR ln=169.6mm 所以p=0.12 3.5 本章 小結(jié) 本章對(duì)膜片的基本參數(shù)做出了選擇，研究了膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系，并計(jì)算了膜片彈簧的強(qiáng)度 ,對(duì)膜片彈簧的尺寸做了進(jìn)一步約束從而確定了膜片彈簧尺寸。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 第四章 離合器從動(dòng)盤總體設(shè)計(jì) 在現(xiàn)代汽車上一般采用帶有扭轉(zhuǎn)減震的從動(dòng)盤，用以避免汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的共振，緩和沖擊，減少噪 聲，提高傳動(dòng)系統(tǒng)零件的壽命，改善汽車行駛的舒適性，并使汽車平穩(wěn)起步。從動(dòng)盤主要由從動(dòng)片、從動(dòng)盤轂、摩擦片等組成。 4.1 從動(dòng)盤設(shè)計(jì) 4.1.1 從動(dòng)片設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤雖然對(duì)離合器工作性能影響很大的構(gòu)件，但是其工作壽命薄弱，因此在結(jié)構(gòu)和材料上的選擇是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。 設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)要盡量減輕質(zhì)量，并使質(zhì)量的分布盡 可能靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為了使離合器結(jié)合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般都做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)，具有軸向彈性結(jié)構(gòu)的從動(dòng)片有以下 3 種結(jié)構(gòu)形式：整體式彈性從動(dòng)片、分開(kāi)式彈簧從動(dòng)片以及組合 式彈性從動(dòng)片。前面兩種在小轎車上采用黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 較多，貨車上常用第三種組合式從動(dòng)片，故選組合式從動(dòng)片。 從動(dòng)片材料與所用的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，不帶波形彈簧片的從動(dòng)片一般用高碳鋼或彈簧鋼片沖壓而成，經(jīng)熱處理后達(dá)到硬度要求。 采用波形片時(shí)，從動(dòng)片用低碳鋼，波形片用彈簧鋼 6 。 從動(dòng)片直徑對(duì)照摩擦片尺寸確定，即 D =395mm， d=215mm，為了減小從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從動(dòng)片一般較薄，通常為 1.32.0mm厚鋼板沖壓而成，取值為 1.5mm，從動(dòng)片的外沿部分厚度在 0.651.0mm之間，取 值為 0.8mm。 4.1.2 從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是從動(dòng)盤轂的花鍵孔輸出，變速器第一軸花鍵軸就插在該花鍵孔內(nèi)。從動(dòng)盤轂和變速器第一軸的花鍵結(jié)合方式，目前采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，花鍵之間為動(dòng)配合。這樣，在離合器分離和結(jié)合過(guò)程中，從動(dòng)盤轂?zāi)茉诨ㄦI軸上自由滑動(dòng)。 （ 1）從動(dòng)盤轂花鍵尺寸選擇 根據(jù) GB1144-2-1974 選定從動(dòng)盤轂花鍵尺寸如下： 從動(dòng)盤外徑 D=395mm 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 Tc=750N.m 花鍵齒數(shù) n =10 花鍵外徑 D=45mm 花鍵內(nèi)徑 d=36mm 齒厚 b=5mm 有效長(zhǎng)度 l=60mm 擠壓力 =13.1MPa 摩擦片與從動(dòng)片之間有兩種 緊固方法， 鉚接法和粘接法。本設(shè)計(jì)中選取鉚接法，其優(yōu)點(diǎn)是可靠及磨損后換裝摩擦片方便 6 。 （ 2）從動(dòng)盤轂花鍵的強(qiáng)度校核 花鍵齒的側(cè)面壓力 P=4Temax/(D+d)Z (Z 為從動(dòng)轂數(shù)目 ) (4.11) =4750/(45+36)210 3 =18518N 擠壓應(yīng)力 擠=P/nhl h為花鍵工作長(zhǎng)度 h=（ D-d） /2 =18518/104.560106- =6.86106 Pa 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 =6.86MPa13.1MPa (4.12) 所以符合要求。 4.2 摩擦片的設(shè)計(jì) 4.2.1