一种膜片弹簧离合器毕业设计

1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、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象。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，因而可以减少进2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作压力分布更均匀，并减小了轴向尺寸。为它具有从动部分转动惯量小、散热性好、结构简单、调整方便、尺寸紧凑、分离彻如今单片干式离合器在结构设计方面相当完善。采用具有轴向弹性的从动盘，提了传动系统噪声和载荷。汽车舒适性要求的提高，离合器已在原有基础上得到不断改进，乘用对于重型离合器，由于商用车趋于大型化，发动机功率不断加大，但离合器允许，在重型汽车上可采用双片干式离合器。从理论上讲，在相同的径向尺寸下，双片离合近年来湿式离合器在技术上不断改进，在国外某些重型车上又开始采用多片湿式在3膜片弹簧离合总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分一起。离合器盖是离合器中结构形状比较复杂的承载构件，压紧弹簧的压紧力最终都膜片弹簧是离合器中重要的压紧元件，在其内孔圆周表面上开有许多均布的长径向槽，在槽的根部制成较大的长圆形或矩形窗孔，可以穿过支承铆钉，这部分称之为分离指；从窗孔底部至弹簧外圆周的部分形状像一个无底宽边碟子，其截面为截圆锥压盘的结构一般是环形盘状铸件，离合器通过压盘与发动机紧密相连。压盘靠近外圆周处有断续的环状支承凸台，最外缘均布有三个或四个传力凸耳。擦片之间的摩擦力使从动盘转动；在离合器分离时，压盘相对于离合器盖作自由轴向移以铆钉或螺栓联接，一般采用周向布置。在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转；在离合器分离时，可利用它的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵分离轴承总成由分离轴承、分离套筒等组成。分离轴承在工作时主要承受轴向分4(1)接合位置(2)分离位置1-离合器盖2-铆钉3-膜片弹簧4-支撑环5-压盘6-摩擦片7-分离轴承总成8-离合器踏板9-输出轴膜片弹簧分离指，使膜片弹簧呈反锥形变形，其大端离开压盘，压盘在传动片的弹力5先，在机械、电子、航空、邮电、兵工、仿真等各行各业都有应用，在CAD/CAE/CAM领域中处于领先地位。它集零件设计、大型组件设计、钣金设计、造型设计、模具开较以前的版本有了很大的提高，而且操作界面也更为好用，可以大大提高技术人员的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，膜片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，由于膜片弹簧与压盘是以6摩擦片或从动盘的外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸有决定性的影响，并根据离合器能全部传递发动机的最大转矩来选择。为了能可靠地传递发动机最大转矩T，离合器的静摩擦力矩T应大于发动机最大转矩T，而离合器传递的cmaxccmax摩擦力矩T又决定于其摩擦面数Z、摩擦系数f、作用在摩擦面上的总压紧力P与摩cΣmT=T=ZfPRN•mccmaxre f—摩擦系数，计算时一般取0.25~0.30。该车型发动机最大转矩T为190N·m，取摩擦系数f为3.0可得离合器的静cmax离合器的后备系数，选择时应考虑摩擦片磨损后仍能传递T及避免起步时滑磨时间过长；同时应考虑防止传动系过载及操纵轻便等。车车型轿车轻型货车中、重型货车越野车牵引车后备系数1.30~1.751.60~2.252.0~3.57xx重负荷重负荷单片离合器极限值————————————————外径外径D/mm单位面积8449本章对离合器的摩擦片进行了设计选择，确定了离合器摩擦片的外径尺寸，对以后其他多个部件总成的外形尺寸选择起了决定作用。通过对摩擦片这个零件的设计选压盘形状较复杂，要求传热性好、具有较高的摩擦系数及耐磨。故通常由灰铸铁为了使每次接合的温升不致过高，压盘应具有足够大的质量以吸收热量；为了保证在例如在压盘体内铸出导风槽。压盘的厚度初步确定后，应校核离合器一次接合的温升=γL/mc(3.1)kg若温升过高，可适当增加压盘的厚度。压盘单件的平衡精度应不低于15~代入公式(3.1)进行校核计算，τ=6.732℃符合标准[2，3]。一般采用厚2.5~5mm的低碳钢钢板冲压制造。离合器盖的形状和尺寸由离合器的结构设计确定。在设计时要特别注意的是刚度、对中、通风散热等问题。离合器盖的刚度不够，会产生较大变形，这不仅会影响操纵系统的传动效率，还可能导致分离不彻底、引起摩擦片早期磨损，甚至使变速器换档困难。离合器盖内装有压盘、分离杠杆、压紧弹簧等，因此，其对于飞轮轴线的对中十分重要。对中方式可采用定位销的前提下，可在离合器盖上设置循环气流的入口和出口，甚至将盖设计成带有鼓风叶本设计离合器盖要求离合器盖内径大于离合器摩擦片外径，能将其他离合器上的其中即可[4]。jemax (3.2)式中：y—考虑发动机转矩T分配到压盘上的比例系数，单片离合器取y=0.5；计算得=15.22符合标准[5]。j本章对离合器主动件进行了设计、计算、选择及校核。主动件包括离合器盖、压盘等。这些部件都是给离合器传递扭矩的部件，他们共同的特点是都要有良好的散热能力，有能有效把在主动部分的热传递出去的能力。这些部件总成都是符合标准的部离合器表面片在离合器接合过程中将遭到严重的滑磨，在相对很短的时间内产生其摩擦特性，步希望出现，摩擦系数衰退现象；荷，在离合器接合过程中表现出良好的性能；，不易影响它们的摩擦作用；本设计离合器摩擦片选用金属陶瓷材料。它是由金属机体、陶瓷成分和润滑剂组成的一种多元复合材料。金属基体的主要作用是以机体接合方式将陶瓷成分和润滑剂从动盘毅的花键孔与变速器第一轴前端的花键轴以齿侧定心矩形花键的动配合相从动盘从动盘发动机转矩键键键键齿宽效挤压T/N•m应力emaxn33444455055556花键尺寸选定后应进行挤压应力华(MPa)及剪切应力τ(MPa)的强度校核：jj(4.2)(4.2)l，Tb—分别为花键的有效齿长及键齿宽，mm；emaxjj从动片通常用1.3~2.0mm厚的钢板冲压而成。有时将其外缘的盘形部分磨薄至为了降低汽车传动系的振动，通常在传动系中串联一个弹性一阻尼装置，它就是装在离合器从动盘上的扭转减振器。其弹性元件用来降低传动系前端的扭转刚度，降低传动系扭振系统三节点振型的固有频率，以便将较为严重的扭振车速移出常用车速有效地降低传动系的共振载荷、非共振载荷及噪声[7]。4.4.2扭转减振器的结构类型的选择属于两种或三种规格且刚度由小变大并按先后次序进人工作时，则称为两级或三级非柴油发动机汽车所采用。柴油机的怠速旋转不均匀度较大，常引起变速器常啮合齿轮轮齿问的敲击。为此，可使扭转减振器具有两级或三级非线性弹性特性。第一级刚度很小，称怠速级，对降低变速器怠速噪声效果显著。线性扭转减振器只能在一种载荷工况(通常为发动机最大转矩)下有效地工作，而三级非线性扭转减振器的弹性特性则扩大了适于其有效工作的载荷工况范围，这有利于避免传动系共振，降低汽车在行驶阻尼装置，但由于它会使从动盘的转动惯量显著增大，且在离合器热状态下工作力矩的稳定，可加进碟形弹簧(图4.1c，d)，同时采用不同刚度的碟形弹簧和圆柱螺旋压簧分别对两组摩擦片建立不同的正压力Ca≤13TjjT=(1.5~2.0)Tjemax 大扭矩，代入数值得T=380，Ca≤7273.5本设计初选Ca=7000N·m/raD。j动机工作转速范围内最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩T=(0.06~0.17)Temax(4.5)emax减振弹簧安装时应有一定的预紧。这样，在传递同样大小的极限转矩它将降低减，一般选取T=(0.05~0.15)T=19N·m。预emax(4.6)R1=(0.60~0.75)D(4.6)离合器摩擦片外径D减振弹簧数目Z225225~250250~325325~3554~66~88~10当限位弹簧与从动盘毂之间的间隙被消除时，弹簧传递扭矩达到最大TjTP=j总R1式中：P的计算应按T的大者来进行P=678.57N。总j总 2为充分利用减振器的缓冲作用，将从动片上的部分窗口尺寸做的比从动盘毂上的一般推荐A1-A=a=1.4~16mm。这样，当地面传来冲击时，开始只有部分弹簧参在初步选定减振器的主要尺寸后，即可根据布置上的可能来确定和减振弹簧设计22取D=12。2dd=32112 减振弹簧的总圈数n=i+(1.5~2)=5.98。L=n(d+6)min111l=l=Pl=l+l0minTl'=预1(4.17)l=ll0 转减振器、波形弹簧、从动盘毂及其他一些起紧固、传递力作用的零件。考虑了其各方面的要求及特征，改进了原零件的一些设计方案和材料，使整体效果更好一些。并膜片弹簧的大端处为一完整的截锥，类似无底的碟子，和一般机械上用的碟形弹簧一样，故称作碟簧部分。膜片弹簧起弹性作用的正是其碟簧部分。与碟形弹簧不同的是在膜片弹簧上还有径向开槽部分，形成许多称为分离指、起分离杠杆作用的弹性杠杆。分离指与碟簧部分小端交接处的径向槽较宽且呈长方孔，分离指根部的过渡圆mm以减少分离指根部的应力集中，长方孔又可用来安置销钉固定膜片弹簧的弹性特性是由其碟簧部分所决定，是非线性的，与自由状态下碟簧部行程限制。当(H/h)=2，特性曲线上有一拐点，若(H/h)=1.5≈2，则特性曲线中段性曲线中有一段负刚度区域，即变形增加而载荷反而减小。这种特性很适于作为的目的。当然，负刚度也不宜过大，以免弹簧工作位置略微变动就引起弹簧压紧力过大的变化。为兼顾操纵轻便及压紧力变化不大，汽车离合器膜片弹簧通常取性曲线具有更大的负刚度区且具有载荷为负值的区域。这种弹簧适于汽车液力传动中的锁止机构[9，10，11]。(a)自由状态；(b)结合状态；(c)分离状态(b)P1P=1R-r 1R-rR-rR-r11P|P||经过整理式(5.1)可得如下关系式：1111 11(5.4)="(5.4)式(5.2)即为分离轴承推与膜片弹簧变形入的关系式。将5(.5)与(5.6)21代入(5.4)中，r-r2R-r11fP=1P=11P2r-r11f (5.5) (5.6)可得到P与入的关系式(5.7)，式中r为分离轴承作用半径r=25mm22ff22 (5.7)前述膜片弹簧的载荷与变形之间的关系式，是在假定膜片弹簧在承载过程中，其ln(R/r)t确地选择该比值，以得到理想的特性曲线及获得最佳的使用性能。一般汽车的膜片弹Hh作点的位置很重要。拐点T对应着膜片弹簧的压平位置，而入为曲线凸点M和凹点1τA1B1τc0 式中：Z—离合器的摩擦片工作表面数目，例单片Z=2；cc0这里本离合器为单片式离合器，所以Z=2，该车型以城市公路为主，再考虑经济c0簧最佳。但对汽车离合器膜片弹簧来说，并不要求储存大量的弹性能，而应根据结构。径膜片弹簧小端半径r由离合器的结构决定，其最小值应大于变速器第一轴的花键i分离轴承作用半径r为标准件，r应大于r。按华健外径选用r=22.5，r也应大ffifii分离指的数目n多取为18；切槽宽6=3.2~3.5mm；6=9~l0mm；半径r的取值12ee选取6=3.3mm，6=9mm；r=90mm，其满足(r-r)>6的要求[17，18，19]。12e