课程设计-离合器

0本科课程设计说明书商用汽车离合器设计说明书学院班级学生姓名学号提交日期1《车辆工程专业课程设计》设计任务书机械与汽车工程学院班级姓名一．设计任务：商用汽车离合器设计二．基本参数：协助同组总体设计同学完成车辆性能计算后确定三．设计内容主要进行离合器总成设计。离合器总成设计的内容包括：1．查阅资料、调查研究、制定设计原则2．根据给定的设计参数(发动机最大力矩，传动系传动比，驱动轮类型与规格，汽车总质量和使用工况)，选择离合器总成的结构型式及主要特性参数，设计出一套完整的离合器装置，设计过程中要进行必要的计算。3．离合器结构设计和主要技术参数的确定（1）从动盘总成设计（2）压盘和离合器盖设计（3）压紧装置与离合器分离装置设计（4）扭转减振器设计（5）操纵机构设计4．完成三维零件的制作及实体装配5．绘制装配图及主要零部件的零件图四．设计要求1．离合器总成的装配图，1号图纸一张。装配图要求表达清楚各部件之间的装配关系，标注出总体尺寸，配合关系及其它需要标注的尺寸，在技术要求部分应写出总成的调整方法和装配要求。2．主要零部件的零件图，3号图纸4张。要求零件形状表达清楚、尺寸标注完整，有必要的尺寸公差和形位公差。在技术要求应标明对零件毛胚的要求，材料的热处理方法、标明处理方法及其它特殊要求。3．编写设计说明书。24．三维装配模型五．设计进度与时间安排本课程设计为2周１．明确任务，分析有关原始资料，复习有关讲课内容及熟悉参考资料0.5周。２．设计计算0.5周３．绘图0.5周４．编写说明书、答辩0.5周六、主要参考文献1．成大先机械设计手册（第三版）2．汽车工程手册机械工业出版社3．陈家瑞汽车构造（下册）人民交通出版社4．王望予汽车设计机械工业出版社5．余志生汽车理论机械工业出版社七．注意事项（1）为保证设计进度及质量，设计方案的确定、设计计算的结果等必须取得指导教师的认可，尤其在绘制总装配图前，设计方案应由指导教师审阅。图面要清晰干净；尺寸标注正确。（2）编写设计说明书时，必须条理清楚，语言通达，图表、公式及其标注要清晰明确，对重点部分，应有分析论证，要能反应出学生独立工作和解决问题的能力。（3）独立完成图纸的设计和设计说明书的编写，若发现抄袭或雷同按不及格处理。八．成绩评定出勤情况（20%）设计方案与性能计算（40%）图纸质量（20%）说明书质量（20%）评语总成绩指导教师注意：此任务书要妥善保管，最后要装订在设计说明书的第一页。3目录设计任务书..................................................................................................................................................1第一节概述...............................................................................................................................................4第二节基本设计参数...........................................................................................................................4第三节离合器主要参数的选择..........................................................................................................5第四节离合器的设计与计算...............................................................................................................6第五节扭转减振器的设计..................................................................................................................11第六节离合器主要零部件的结构设计..........................................................................................14第七节离合器的操纵机构..................................................................................................................16参考文献....................................................................................................................................................174第一节概述对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。目前，各种汽车广泛采用的离合器是一种依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构等四部分。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构，操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。离合器的主要功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。为了保证离合器具有良好的工作性能，设计离合器应满足如下基本要求：1)在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩设备，又能防止传动系过载。2)接合时要完全、平顺、柔和，保证汽车起步时没有抖动冲击。3)分离时要迅速、彻底。4)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，便于换挡和减小同步器的磨损。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、缓和冲击和降低噪声的能力。7)操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。8)作用在从动盘上的总压力和摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能。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)结构应简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。随着汽车发动机转速。功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐渐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，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。第二节基本设计参数额定装载质量（Kg）最大总质量（kg）最大车速(Km·h-1)纵梁尺寸背角与臀角组号60001044095240*8α=25°β=110°15发动机最大转矩：Temax=366.5N·m5发动机最高转速：nemax=3850rpm主传动比：i0=6.83一挡传动比：i1=6.86车轮滚动半径：486mm（前轮）471mm（后轮）第二节离合器的结构方案分析一、从动盘的选择对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。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，在使用时能保证彻底分离，采用轴向有弹性的从动盘课保证接合平顺。本设计采用单片离合器。二、压紧弹簧和布置形式的选择膜片弹簧离合器是目前汽车上应用最多的一类离合器，它的压紧弹性元件是膜片弹簧，同时膜片弹簧还起到分离杠杆的作用，结构非常简单。但它仍然包含主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构五大组成部分。膜片弹簧离合器在整体结构上还有一个特点，按其分离轴承运动的方向可分为推式和拉式两种。本设计采用拉式膜片离合器。三、膜片弹簧的支承形式拉式膜片弹簧的支承形式分为无支承环式和单支承环式。本设计采用单支承环形式。四、压盘的驱动方式压盘的驱动方式主要有凸块—床孔式、传力销式和弹性传动片式等多种。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形式。本设计采用弹性传动片式。第三节离合器主要参数的选择一、后备系数β后备系数β是离合器很重要的参数，它在保证离合器能可靠传递发动机转矩的同时，还有助于减少汽车起步时的滑磨，提高离合器的使用寿命。在开始设计离合器时，一般是参照已有的经验和统计资料，并根据汽车的使用条件、离合器结构形式的特点等，初步选定后备系数。离合器的后备系数β推荐如下，载货车：β=1.7~2.25。本设计初选β=2.0。二、摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙∆t摩擦片的摩擦因数f取决于摩擦片所用的材料及其工作温度、单位压力和消磨速度等因素。摩擦片的材料主要只有石棉基材料、粉末冶金材料和金属陶瓷材料等。石棉基材料的摩擦因数f受工6作温度、单位压力和滑磨速度的影响较大，而粉末冶金材料和金属陶瓷材料的摩擦因数f较大且稳定。摩擦副摩擦系数许用压强[p](MPa)许用温度(℃)摩擦材料对偶材料干式湿式干式湿式干式湿式石棉基摩擦材料铸铁、钢0.25~0.400.08~0.120.2~0.30.4~0.6260120本设计选用石棉基摩擦材料，取f=0.3。三、摩擦片外径D、内径d和厚度b根据公式D=100=100N·m=319.1N·m式中，一般载货汽车K=36（单片）取值：外径D（mm）内径d（mm）厚度b（mm）C’=d/D1-C’3单面面积（cm2）3251903.50.5850.800546四、单位压力p根据公式式中：Z为摩擦盘工作面数，单盘为2；A为摩擦片单面面积，m2。计算得p≈0.174MPa，满足条件。第四节离合器的设计与计算一、离合器基本参数的优化设计离合器要确定离合器的性能参数和尺寸参数，这些参数的变化直接影响离合器的工作性能和结构尺寸。这些参数的确定在前面是采用先初选、后校核的方法。下面采用优化的方法来确定这些参数。1.摩擦片外径D(mm)的选取应使最大圆周速度vD不超过65~70m/s，即vD=nemaxD*10-3式中，vD为摩擦片最大圆周速度（m/s）；nemax为发动机最高转速（rpm）。计算得vD=65.5m/s，满足要求。2.摩擦片的内、外径比c应在0.53~0.70范围内，即0.53≤c≤0.707c=0.585，满足要求。3.为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，不同车型的β值应在一定范围内，最大范围为1.2~4.0，即1.2≤β≤4.0本设计取β=2.0，满足条件。4.为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器弹簧位置直径2R0约50mm，即d2R0+50mm本设计d=190mm2*66mm+50mm=182mm，满足条件。5.为反映离合器传递的转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值，即ccTdDZT224式中，Tc0为单位面积传递的转矩（N·m/mm2）；[Tc0]为其允许值（N·m/mm2），按表选取离合器规