汽车离合器结构分析和计算机辅助设计

NJ1041汽车螺旋弹簧离合器的设计1摘要以内燃机在作为动力的机械传动汽车中，离合器是作为一个独立的总成而存在的。离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮间的冲击；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，以防止传动系个零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪音。本车设计采用单片螺旋弹簧离合器。本车采用的摩擦式离合器是因为其结构简单，可靠性强，维修方便，目前大多数汽车都采用这种形式的离合器。而采用干式离合器是因为湿式离合器大多是多盘式离合器，用于需要传递较大转矩的离合器，而该车型不在此列。采用螺旋弹簧离合器是因为螺旋弹簧离合器具有很多优点：首先，由于螺旋弹簧具有非线性特性，因此可设计成当摩擦片磨损后，弹簧压力几乎可以保持不变，且可减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，螺旋弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对的，因此其压力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，螺旋弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著地缩短了其轴向尺寸；另外，由于螺旋弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，磨损均匀，也易于实现良好的散热通风等。由于螺旋弹簧离合器具有上述一系列的优点，并且制造螺旋弹簧的工艺水平也在不断地提高，因而这种离合器在轿车及微型、轻型客车上已得到广泛的采用，而且逐渐扩展到载货汽车上。从动盘选择单片式从动盘是一位其结构简单，调整方便。压盘驱动方式采用传动片式是因为其没有太明显的缺点且简化了结构，降低了装配要求又有利于压盘定中。选择拉式离合器是因为其较拉式离合器零件数目更少，结构更简化，轴向尺寸更小，质量更小；并且分离杠杆较大，使其踏板操纵力较轻。关键字：螺旋弹簧离合器螺旋弹簧离合器摩擦片减振盘NJ1041汽车螺旋弹簧离合器的设计2AbstractTotheinternalcombustionengineasthedrivingforceinthemechanicaltransmissioncar,theclutchistheassemblyasanindependentexistence.Clutchisusuallypackedinbetweentheengineandtransmission,theactivepartconnectedwiththeengineflywheel,driveninpartconnectedwiththetransmission.Forvarioustypesofmotorvehiclesiswidelyusedinfrictionclutch,infact,isakindofrelyontheirowners,driveninparttofrictionbetweenthetransmissionpowercanseparateagencies.Themainfunctionoftheclutchiscutoffandtheengineandtransmissionsystemtoachievesmoothjoint,toensurethatasmoothstart;intheshiftwillbeseparatedfromtheengineandpowertraintoreducethetransmissionofshocksbetweenthegearshift;initsworkbythelargerdynamicloadwhenthetransmissionsystemtolimittheburdenofthemaximumtorquetopreventthepowertraincomponentsofthedamageduetooverload;effectivelyreducethetransmissionlinesofthevibrationandnoise.Thedesignusesasinglecarcoilspringclutch.Thecarusedclutchfrictionbecauseofitssimplestructure,reliability,maintenanceconvenience,themajorityofvehiclescurrentlyusingthisformofclutch.Theuseofdry-typeclutchisbecausemostofthewetclutchisamulti-discclutch,fortheneedforgreatertorquetransmissionclutch,andthemodelisnotincluded.Theuseofcoilspringcoilspringclutchbecausetheclutchhasmanyadvantages:First,thecoilspringhasnonlinearcharacteristics,itcanbedesignedtowearwhenthefrictionplate,thespringpressurecanbemaintainedalmostunchanged,andreducetheseparationoftheclutchpedalatthetimeofabilitytomanipulatelight;Secondly,thecoilspringontheinstallationlocationofthecenterlineoftheclutchshaftisright,sothepressureisnotinfacttheeffectsofcentrifugalforce,stableperformance,orbalance;Inaddition,thecoilspringitself,andfromcompressthespringandsplittheroleofleverage,sothatgreatlysimplifiedthestructureoftheclutch,sparepartstoreducethenumber,qualityandsignificantlyreducedtoreducethesizeofitsaxial;Inaddition,asaresultofcoilspringandthepressureplatecontactstheentirecircumference,sothatthepressuredistribution,goodcontactswithfrictionplate,wearuniform,butalsoeasytoachievegoodheatventilation.AsNJ1041汽车螺旋弹簧离合器的设计3thespiralspringclutchwithaseriesofadvantagesoftheabove,andcoilspringmanufacturingprocesshasbeentoraisethelevel,sothattheclutchinthecarandmicro,lightbushasbeenwidelyused,andgraduallyextendedtothecargovehicle.Followerplatechoiceofsingle-chipsetisafollowerofitssimplestructure,convenientadjustment.Platendrivetransmissionchipusedisnottoomuchbecauseofitsobviousshortcomingsandtosimplifythestructure,assemblyrequirementsandreducesthepressureplatewillbeinfavorof.Pull-typeclutchchoicebecauseofitspartsthanthenumberofpull-typeclutchless,morestreamlinedstructure,theaxialsizesmaller,thequalityofevensmaller;andagreaterseparationoftheleversothatitisrelativelysmallpedalmanipulation.Keywords:spiralspringclutchcoilspringclutchfrictionplatevibrationplateNJ1041汽车螺旋弹簧离合器的设计4第1章绪论1.1引言以内燃机在作为动力的机械传动汽车中，离合器是作为一个独立的总成而存在的。离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮间的冲击；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，以防止传动系个零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪音。1.2离合器的发展在早期研发的离合器结构中，锥形离合器最为成功。它的原型设计曾装在1889年德国戴姆勒公司生产的钢制车轮的小汽车上。它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件。采用锥形离合器的方案一直延续到20世纪20年代中叶，对当时来说，锥形离合器的制造比较简单，摩擦面容易修复。它的摩擦材料曾用过骆毛带、皮革带等。那时曾出现过蹄-鼓式离合器，其结构有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面。蹄-鼓式离合器用的摩擦元件是木块、皮革带等，蹄-鼓式离合器的重量较锥形离合器轻。无论锥形离合器或蹄-鼓式离合器，都容易造成分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。现今所用的盘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。多片离合器最主要的优点是，汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击。早期的设计中，多片按成对布置设计，一个钢盘片对着一青铜盘片。采用纯粹的金属的摩擦副，把它们浸在油中工作，能达到更为满意的性能。浸在油中的盘片式离合器，盘子直径不能太大，以避免在高速时把油甩掉。此外，油也容易把金属盘片粘住，不易分离。但毕竟还是优点大于缺点。因为在当时，许多其他离合器还在原创阶段，性能很不稳定。石棉基摩擦材料的引入和改进，使得盘片式离合器可以传递更大的转矩，能耐受更高的温度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用较小的摩擦面积，因而可以减少摩擦片数，这是由多片离合器向单片离合器转变的关键。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使用多片离合器。早期的单片干式离合器由与锥形离合器相似的问题，即离合器接合时不够平顺。NJ1041汽车螺旋弹簧离合器的设计5但是，由于单片干式离合器结构紧凑，散热良好，转动惯量小，所以以内燃机为动力的汽车经常采用它，尤其是成功地开发了价格便宜的冲压件离合器盖以后更是如此。实际上早在1920年就出现了单片干式离合器，这和前面提到的发明了石棉基的摩擦面片有关。但在那时相当一段时间内，由于技术设计上的缺陷，造成了单片离合器在接合时不够平顺的问题。第一次世界大战后初期，单片离合器的从动盘金属片上是没有摩擦面片的，摩擦面片是贴附在主动件飞轮和压盘上的，弹簧布置在中央，通过杠杆放大后作用在压盘上。后来改用多个直径较小的弹簧，沿着圆周布置直接压在压盘上，成为现今最为通用的螺旋弹簧布置方法。这种布置在设计上带来了实实在在的好处，使压盘上的弹簧的工