【正文】 汽車課程設(shè)計 （ 離合器部分 ） 題 目： 汽車離合器設(shè)計 專 業(yè)： 車輛工程 班 級： 車輛工程 0905 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 張學(xué)榮 日 期： 2021 年 3 月 7 日 1 目錄 第 1章 緒論????????????????????????????? ...3 目的???????? ?????????????? ????? ..3 離合器的概述 ????????????????????? ? ..3 離合器的功用?????????????????????? .4 現(xiàn)代汽車離合器應(yīng)滿足的要求 ?????? ???????? 4 離合器工作原理 ????????????????????? .5 ??????????????? ..6 設(shè)計的預(yù)期結(jié)果 ???? ???????????????? .6 第 2章 離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ?????????????????????? 7 離合器結(jié)構(gòu)選擇與論證 ????????????????? .7 ?????????????????????? .7 選擇 ?????? ???????? ?? 7 ????????????????????? 8 、分離軸承 ????????????? ?? ??? ..8 離合器的散熱通風(fēng) ??????????????? ???? ..9 從動盤總成 ??????????????? ???????? .9 離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點 ????????????????? ..11 離合器主要零件的設(shè)計 ????????????????? ..11 ?????????????????????? ??? ..11 ?????? ???????? ?? ????????? ..12 ????????????????????? ??? .12 ??????????????? ??????????? ...12 ??????????????? ????????? .12 本章小結(jié) ????????????????????? ??? ..13 第 3章 離合器的設(shè)計計算與說明 ??????????????????? 13 離合器設(shè)計所需數(shù)據(jù) ????????????? ????? 13 摩擦片主要參數(shù)的選擇 ????????????????????? 2 13 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化 ?????????????????????16 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 ??????????????????? 17 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計 ??????????????????? ? .19 膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系 ???????????????????20 膜片彈簧的應(yīng)力計算 ??????????????????? ? .22 扭轉(zhuǎn)減振器 設(shè)計 ??????????????????? ???? 25 減振彈簧的設(shè)計 ??????????????????? 25 減振盤設(shè)計 ??????????????????? 28 減振 阻尼 設(shè)計 ??????????????????? 28 操縱機(jī)構(gòu) ?????????????????? 28 離合器踏板行程計算 ?????????????????? 29 ?????????????????? ?? .30 從動軸的計算 ??????????????????? 30 從動盤轂 ??????????????????? 31 本章小結(jié) ????????????????????? 32 結(jié)論 ??????????????????????????????? 33 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????? 34 3 第 1 章 緒 論 本次設(shè)計，我 們 力爭把離合器設(shè)計系統(tǒng)化，為離合器設(shè)計者提供一定的參考價值。拋棄傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器，設(shè)計新式的拉式膜片彈簧離合器是本次設(shè)計的主要特點。 按動力傳遞順序來說，離合器應(yīng)是傳動系中的第一個總成。顧名思義，離合器是“離”與“合”矛盾的統(tǒng)一體。離合器的工作，就是受駕駛員操縱，或者分離，或者接合，以完成其本身的任務(wù)。離合器是設(shè)置在發(fā)動機(jī)與變速器之間的動力傳遞機(jī)構(gòu)，其功用是能夠在必要時中斷動力的傳遞，保證汽車平穩(wěn)地起步；保證傳動系換檔時 工作平穩(wěn)；限制傳動系所能承受的最大扭矩，防止傳動系過載。為使離合器起到以上幾個作用，目前汽車上廣泛采用彈簧壓緊的摩擦式離合器，摩擦離合器所能傳遞的最大扭矩取決于摩擦面間的工作壓緊力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面狀況等。即主要取決于離合器基本參數(shù)和主要尺寸。膜片彈簧離合器在技術(shù)上比較先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)性合理，同時其性能良好，使用可靠性高壽命長，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，操作輕便，在保證可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大扭矩的前提下，有以下優(yōu)點 [2]： （ 1） 結(jié)合時平順、柔和，使汽車起步時不震動、沖擊； （ 2） 離合器分離徹底； （ 3） 從動部 分慣量小，以減輕換檔時齒輪副的沖擊； （ 4） 散熱性能好； （ 5） 高速回轉(zhuǎn)時只有可靠強(qiáng)度； （ 6） 避免汽車傳動系共振，具有吸收震動、沖擊和減小噪聲能力； （ 7） 操縱輕便； （ 8） 工作性能（最大摩擦力矩 maxeT 和后備系數(shù) ? 保持穩(wěn)定） ； （ 9） 使用壽命長。 離合器的功用 離合器可使發(fā)動機(jī)與傳動系逐漸接合，保證汽車平穩(wěn)起步。如前所述，現(xiàn)代車用活塞式發(fā)動機(jī)不能帶負(fù)荷啟動，它必須先在空負(fù)荷下啟動，然后再逐漸加載。發(fā)動機(jī)啟動后， 得以穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速約為 300～ 500r/min，而汽車則只能由靜止開始起步，一個運(yùn)轉(zhuǎn)著的發(fā)動機(jī)，要帶一個靜止的傳動系，是不能突然剛性接合的。因為如果是突然的剛性連接，就必然造成不是汽車猛烈攢動，就是發(fā)動機(jī)熄火。所以離合器可使發(fā)動機(jī)與傳動系逐漸地柔和地接合在一起，使發(fā)動機(jī)加給傳動系的扭矩逐漸變大，至足以克服行駛阻力時，汽車便由靜止開始緩慢地平穩(wěn)起步了。 4 雖然利用變速器的空檔，也可以實現(xiàn)發(fā)動機(jī)與傳動系的分離。但變速器在空檔位置時，變速器內(nèi)的主動齒輪和發(fā)動機(jī)還是連接的，要轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)，就必須和變速器內(nèi)的主動齒輪 一起拖轉(zhuǎn)，而變速器內(nèi)的齒輪浸在黏度較大的齒輪油中，拖轉(zhuǎn)它的阻力是很大的。尤其在寒冷季節(jié)，如沒有離合器來分離發(fā)動機(jī)和傳動系，發(fā)動機(jī)起動是很困難的。所以離合器的第二個功用，就是暫時分開發(fā)動機(jī)和傳動系的聯(lián)系，以便于發(fā)動機(jī)起動。 汽車行駛中變速器要經(jīng)常變換檔位，即變速器內(nèi)的齒輪副要經(jīng)常脫開嚙合和進(jìn)入嚙合。如在脫檔時，由于原來嚙合的齒面壓力的存在，可能使脫檔困難，但如用離合器暫時分離傳動系，即能便利脫檔。同時在掛檔時，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒輪副圓周速度達(dá)到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會造成掛檔 沖擊甚至掛不上檔，此時又需要離合器暫時分開傳動系，以便使與離合器主動齒輪聯(lián)結(jié)的質(zhì)量減小，這樣即可以減少掛擋沖擊以便利換檔。 離合器所能傳遞的最大扭矩是有一定限制的，在汽車緊急制動時，傳動系受到很大的慣性負(fù)荷，此時由于離合器自動打滑，可避免傳動系零件超載損壞，起保護(hù)作用。 現(xiàn)代汽車離合器應(yīng)滿足的要求 根據(jù)離合器的功用，它應(yīng)滿足下列主要要求： （ 1） 能在任何行駛情況下，可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大扭矩。為此，離合器的摩擦力矩（ cT ）應(yīng)大于發(fā)動機(jī)最大扭矩（ maxeT ） ； （ 2） 接合平順、柔和。即要求離合器所傳遞的扭矩能緩和地增加，以免汽車起步?jīng)_撞或抖動 ； （ 3） 分離迅速、徹底。換檔時若離合器分離不徹底，則飛輪上的力矩繼續(xù)有一部份傳入變速器，會使換檔困難，引起齒輪的沖擊響聲 ； （ 4） 從動盤的轉(zhuǎn)動慣量小。離合器分離時，和變速器主動齒輪相連接的質(zhì)量就只有離合器的從動盤。減小從動盤的轉(zhuǎn)動慣量，換檔時的沖擊即降低 ； （ 5） 具有吸收振動、噪聲和沖擊的能力 ； （ 6） 散熱良好，以免摩擦零件因溫度過高而燒裂或因摩擦系數(shù)下降而打滑 ； （ 7） 操縱輕便， 以減少駕駛員的疲勞。尤其是對城市行駛的轎車和公共汽車，非常重要 ； （ 8） 摩擦式離合器，摩擦襯面要耐高溫、耐磨損，襯面磨損在一定范圍內(nèi)，要能通過調(diào)整，使離合器正常工作。 離合器工作原理 如圖 所示，摩擦離合器一般是 由 主動部分、從動部分組成、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。 離合器在接合狀態(tài)時，發(fā)動機(jī)扭矩自曲軸傳出，通過飛輪 2 和壓盤借摩擦作用傳給從動盤3，在通過從動軸傳給變速器。當(dāng)駕駛員踩下踏板時，通過拉桿，分離叉、分離套筒和分離軸承 5 8，將分離杠桿的內(nèi)端推向右方，由于分離杠桿的中間是以離合器蓋 5 上 的支柱為支點，而外端與壓盤連接，所以能克服壓緊彈簧的力量拉動壓盤向左，這樣，從動盤 3 兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動機(jī)的扭矩就不再傳入變速器，離合器處于分離狀態(tài)。當(dāng)放開踏板，回位彈簧克服各拉桿接頭和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此時壓緊彈簧就推動壓盤向右，仍將從動盤3 壓緊在飛輪上 2，這樣發(fā)動機(jī)的扭矩又傳入變速器。 1軸承 2飛輪 3從動盤 4壓盤 5離合器蓋螺栓 6離合器蓋 7膜片彈簧 8分離軸承 9軸 圖 離合器總成 拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點 與推式相比， 拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點：取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更少；拉式膜片彈簧是中部與壓盤相壓在同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)；在接合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高； 拉式的杠桿比大于推式的杠桿比，且中間支承減少了摩擦損失，傳動效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約%30~%25 ； 無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構(gòu)的膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會形成間隙而增大踏板自由行程，不會產(chǎn)生沖擊和哭聲；使用壽命更長。