截圖200元收購2020年汽車膜片彈簧式離合器參數(shù)化建模設計

汽車膜片彈簧式離合器參數(shù)化建模設計答辯人：張潔東學號：201621080053二級學院：智能制造與車輛工程專業(yè)：車輛工程指導老師：羅顯東時間：2020年4月20日（一）設計的背景及目的：一、緒論背景與目的：汽車的出現(xiàn)，改變了人們的出行方式，建立了區(qū)域化的交流，推動了經濟的發(fā)展。現(xiàn)代社會的進步，人們對汽車性能也提出更加嚴苛的要求。離合器作為汽車傳動系統(tǒng)獨立的單元，具有以下功能：控制動力傳遞與分離，減小傳動系統(tǒng)的扭轉振動防止傳動系統(tǒng)超負荷運作。因此離合器的好壞影響著汽車的舒適性、安全性等各種性能，其品質關乎汽車發(fā)展。因此設計一款與發(fā)動機性能相匹配的離合器是至關重要的。（二）研究內容與實施方案（三）國內外離合器發(fā)展歷程選擇拉式膜片彈簧離合器進行設計。首先梳理了離合器的功用與工作原理，其次完成了離合器結構方案的分析與選型，然后對摩擦片、膜片彈簧等零部件的尺寸參數(shù)設計、校核以及材料的選用。

國內：1930年小規(guī)模手工作坊生產離合器1950年后才正式建立起離合器生產的工廠（東風、南京汽車）膜片彈簧離合器研究領域：林世裕林世裕建立了拉與推式膜片彈簧離合器的理論力學分析方法。1990年后，我國掀起了膜片彈簧的優(yōu)化研究熱潮二、離合器概述（二）離合器的工作原理:主從部分的摩擦作用（一）離合器功能保證汽車平穩(wěn)起步保證汽車換擋平順防止傳動系統(tǒng)過載（三）膜片彈簧離合器的優(yōu)點：膜片彈簧離合器轉矩容量大操縱輕便省力結構簡單且緊湊高速時平衡性好具有良好散熱通風性能（一）從動盤數(shù)的選擇：單片（二）膜片彈簧特點具有理想的非線性彈性曲線.零件使用:代替了螺旋彈簧與分離桿，結構簡單緊湊，易于布置，同時具有良好的通風散熱能力。高速運轉下穩(wěn)定好（碟簧提供均為穩(wěn)定的壓緊力。而螺旋彈簧高速狀態(tài)容易變形）（三）拉式與推式離合器的對比選擇：拉式

零件數(shù)量使用少：拉式取消固定鉚釘與套筒，只用一個或者不用支撐環(huán)。轉矩容量更大：壓盤加載點：拉式靠近大端，推式靠近小端，拉式可以布置直徑更大的膜片彈簧操縱更加輕便：拉式具有更大的杠桿比（拉式分離作用點在靠近碟簧大端）（四）、壓盤驅動方式的選擇采用右圖（a）（b）（c）結構方式傳力時，能量損失較大，傳遞效率低。同時考慮到其還存在零件間連接不緊密，工作容易產生噪聲的缺點。所以選用圖四（d）結構來進行離合器蓋與壓盤的動力傳遞（d）中是以傳動片為介質來驅動壓盤運作的。優(yōu)點：傳動片尺寸較小便于安裝。同時采用彈性材料制造傳動片時，利用自身的彈性回復力幫助離合器分離，加快分離響應速度。（五）、設計車型參數(shù)三、離合器性能參數(shù)的選定

后備系數(shù)反應了離合器傳遞發(fā)動機轉矩的可靠程度，需要根據汽車的用途與車型來選擇。

摩擦面數(shù)為2摩擦片設計摩擦片尺寸參數(shù)的確定

確定摩擦片外徑D：

摩擦片外徑D根據經驗公式計算：計算可得：

摩擦片的尺寸已經標準化，根據國家標準摩擦片的校核摩擦片結構設計

(2)外徑D校核，要求摩擦片最大圓周速度不超過65~70m/s(3)摩擦片內外徑比值c，要求0.53<c<0.70

為了避免離合器接合過程中，產生的熱量出現(xiàn)離合器燒蝕現(xiàn)象，導致離合器工作失常。將摩擦片外表面沿徑向布置開出多個散熱槽。加快散熱速度，降低離合器工作環(huán)境溫度等目的。c=d/D=0.62從動盤轂設計

花鍵校核花鍵尺寸：根據摩擦片外徑與發(fā)動機的最大轉矩選定結構：由法蘭與盤轂組成，法蘭外緣部分開出缺口放置限位銷。中部開孔放置阻尼片鉚釘。材料：從動盤轂是通過矩形花鍵固定在變速器第一軸上，發(fā)動機的轉矩就是通過花鍵進行傳遞的，因此從動盤轂是離合器中承受載荷最大的零件。需要選用具有較高強度和硬度的材料來制造。設計選用性能較好的40Cr合金鋼制造。扭轉減振器設計構成：彈性元件與阻尼元件功用：降低傳動系的扭轉剛度與固有頻率，從而避免發(fā)動機轉矩激勵與傳動系統(tǒng)固有頻率疊加發(fā)生共振現(xiàn)象與消除噪聲。扭轉特性：單級線性，6個規(guī)格相等的減振彈簧。扭轉減振基本參數(shù)確定

式中，乘用車系數(shù)取2.0。

即

（8)單個減振彈簧工作載荷P

從動片的設計結構選型整體式從動片形狀特點從動片的質量不能過大，以減少從動部分的轉動慣量。因此其一般厚度不超2.5mm，本次設計選用厚度為2mm的10號薄鋼板來制作。為了減少從動片的剛度，增加軸向彈性。所以在外緣徑向開出的5個T形槽達到緩和離合器工作沖擊，使離合器接合更加柔順。（一）膜片彈簧結構特點與材料選擇形狀特點：膜片彈簧是無底的圓盤形，呈扁平狀。且沿圓周徑向方向切出多個槽口形成舌尖狀。因此可以將看做是外圓整體部分的碟簧與舌尖部分的分離指構成。這種結構既能夠使膜片彈簧提供均勻穩(wěn)定的壓緊力，又可以充當分離杠桿，簡化結構。材料選取：采用優(yōu)質彈簧硅錳鋼制造，60Si2MnA。并且對其進行一系列的熱處理，提高其硬度性能。同時多次進行強壓處理，讓膜片彈簧產生與工作方向相反的殘余應力，達到強化目的。（二）膜片彈簧工作狀態(tài)

（三）膜片彈簧基本參數(shù)的選擇

膜片彈簧工作點A、B、C的選擇新摩擦片的接合位置B點：

摩擦片磨損后的接合位置A點：徹底分離位置C點：（四）

膜片彈簧校核

（五）膜片彈簧強度校核膜片彈簧發(fā)生損壞的地方在最大壓應力的B點處，因此校核膜片彈簧強度時，一般要求在分離位置時B點的最大當量壓應力不超過1500MPa~1700MPa。分離狀態(tài)時，B點會受到相互垂直的彎矩應力與切向應力。根據公式

（一）離合器蓋要求：足夠的剛度。抵抗高速運轉變形，避免影響離合器的工作特性。材料：4mm厚的10號低碳鋼板制造。（二）壓盤結構：壓盤一般制成一定厚度的圓環(huán)狀，外緣部分制造出3個凸耳，用于連接傳動片，同時還要制造出凸臺用來支撐膜片彈簧。材料：灰鑄鐵HT300尺寸：壓盤必須具有足夠大的質量，增加熱容量，防止受熱發(fā)生損壞。壓盤厚度一般為15~20mm。根據摩擦片的尺寸確定壓盤內外徑：壓盤厚度15mm，壓盤外徑為255mm，內徑為150mm。

校核：離合器接合一次的溫升（三）傳動片結構：傳動片左右兩端開有鉚接孔，通過鉚釘與離合器蓋和壓盤進行鉚接，實現(xiàn)動力傳遞。一般布置3~4組，每組為2~3片，材料：厚度