某轻型货车膜片弹簧离合器设计.doc

1、摘 要当今社会随着汽车领域的持续发展，人民生活水平的提高 ，人类对汽车的依赖越来越重，为了适应人类的需求，科学家们不断研究汽车技术，性能不好的汽车零部件逐渐被淘汰。当今被广泛使用的是膜片弹簧离合器。本次设计是针对某轻型货车设计一款膜片弹簧离合器，首先计算确定了离合器结构，从动盘总成，膜片弹簧，压盘，离合器操纵机构的设计数值，选定了花键强度，膜片弹簧强度和压盘温升进行校核，满足设计要求。最后对设计结果绘制了CAD零件图和装配图，并对其进行三维建模。关键词：离合器 膜片弹簧 强度校核 AbstractNowadays, with the continuous development of auto

2、mobile industry and the improvement of peoples living standard, human beings rely more and more on the automobile. in order to meet the needs of human, scientists continue to study automobile technology, performance of car parts are gradually eliminated. The diaphragm spring clutch is widely used to

3、day. This paper designs a diaphragm spring clutch for a light truck, first calculates the clutch structure, the clutch disc assembly, diaphragm spring, pressure plate, clutch actuating mechanism design value, selects the spline strength, the diaphragm spring strength and pressure plate temperature r

4、ise to check, meet the design requirements. Finally, the CAD parts drawing and assembly drawing are drawn and 3d modeling is carried out.Key words: Clutch The diaphragm spring Strength check 目 录摘 要IIIAbstractIV1 绪 论11.1 概述11.2 汽车离合器的发展11.3本次设计的主要内容和要求12 膜片弹簧离合器总体设计22.1 离合器设计分析22.1.1离合器设计所需车型主要数据22.1

5、.2离合器结构方案的分析22.2 离合器主要参数的确定32.2.1摩擦片外径D、内径d和厚度b32.2.2后备系数32.2.3单位压力42.2.4 摩擦面数Z、压盘工作压力、摩擦因数f和离合器间隙53 离合器从动盘总成设计63.1 从动盘总成的设计要求63.1.1 从动片的设计63.2 从动盘毂设计73.2.1 从动盘毂花键的尺寸的选择73.2.2 花键强度校核83.3 摩擦片设计93.4 扭转减振器的设计93.4.1 性能参数计算103.4.2 减振弹簧计算 114 膜片弹簧设计144.1 膜片弹簧的概念及弹性特性144.2 膜片弹簧基本参数选择154.2.1 内截锥高H及弹簧的钢板厚h，H

6、/h的选择154.2.2 R/r选择154.2.3 圆锥底脚154.2.4 切槽宽度164.2.5 压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定164.2.6 小端半径和分离轴承作用半径164.2.7 支承环作用半径L和膜片弹簧与压盘接触半径l164.3 膜片弹簧优化设计174.4 膜片弹簧的工作点所处位置和强度校核18 4.4.1工作点位置的分析计算184.4.2 膜片弹簧的应力计算与强度校核195 压盘和离合器盖设计225.1 压盘设计225.1.1压盘几何尺寸的确定225.2 离合器盖设计236.1 操纵机构246.2 从动轴的计算246.2.1 从动轴材料选取246.3 分离轴承总成257

7、结 论27参考文献28致 谢29III1 绪 论1.1 概述离合器之所以能够成为汽车中的重要零件，其功能是有效的配合变速器转矩的传递从而使得车中司机在行驶过程中稳定启动换挡。保护好车中的人员因为急剧的变化车速或者惯性力而受到冲击。也能够保证齿轮因为用力过猛而受到损害。随着发动机的技术的持续提升加速了人类对转速更高动力更强的发动机的需求，社会的要求下，各种离合器就不断地被制造出来。而与此同时市场份比较高的就是膜片弹簧离合器。1.2 汽车离合器的发展在离合器发展史上首先被发现于工厂中的是带式变速器。后来的汽车发明家在此基础之上就制造出了平面皮带。由于皮带使用的不是太好，除了在使用中会产生大量的热量

8、还会出现松弛状态下的打滑，动力传递性不是太好就被逐渐弃用了。后来人类又研究出了一种新的摩擦式离合器。两个盘因为相互接触时所产生的压紧摩擦力带动着从动盘的转动。但是因为其结构很复杂，从设计到制造都很麻烦，所以伟大的人类又发明了膜片弹簧离合器。1.3本次设计的主要内容和要求1、离合器结构设计 在设计离合器的结构式应充分考虑其结构中的形态，利用参数合理设计 。 2、离合器从动盘总成设计在设计离合器从动盘总成时应充分考虑其强度和刚度，而设计时还要求出摩擦片、从动片、从动盘毂、扭转减振器的各个参数。3、膜片弹簧的设计膜片弹簧弹性好的话会使得离合器的性能非常好，其既然作为膜片弹簧离合器重要的组成部分，它的

9、弹性性能的好坏会对膜片弹簧离合器的整体功能有着很大的影响，所以在设计膜片弹簧的时候，应该根据所给参数，充分考虑其弹性特征。4、压盘设计5、离合器操纵机构设计汽车在公路运转时，车中的司机需要频繁的使用离合器踏板，操纵机构要能够缓解车中司机的疲劳。22 第2章 膜片弹簧离合器总体设计 2 膜片弹簧离合器总体设计2.1 离合器设计分析2.1.1离合器设计所需车型主要数据 本此设计是针对轻型货车设计一款膜片弹簧离合器，该车主要参数如表2-1所示。表2-1 设计初始参数驱动形式4*2前轮总质量（kg）4095发动机最大转矩（Nm/(r/min)）179/2500最大功率/转速r/min63/3800主减

10、速比5.83变速器低档传动比5.562.1.2离合器结构方案的分析1.确定从动盘数量单片离合器因为只有一个从动片，结构非常简易而且性价比较高，设计起来也方便快捷，但其缺点就是传递的转矩都不是太大，所以只能被应用于小型汽车，而本文所设计的汽车总质量为4095kg，综上原因单片离合器是最佳的选择。2.膜片弹簧离合器的优点 膜片弹簧离合器相比较于其它的离合器来说结构很简单，使用起来也很方便，由于压盘所产生的力变化很大，其正好可以自主调节，使得离合器不会因为产生打滑作用而导致车子失灵。在极高的旋转速度下也能保持良好的稳定性，避免了因颤动而造成的损坏。驾驶员操控很方便。性价比很高，所以选择膜片弹簧离合器

11、作为该轻型货车的离合器。 3.膜片弹簧形式的选择从离合器形式上来看，当今社会汽车工业设计，大多选用拉式膜片弹簧来予以设计，主要因为其对比推式膜片弹簧优势明显。所以对于此次设计的膜片弹簧离合器采用拉式。首先从经济实用方面考虑的话单支撑环DTP型比其他它的弹簧形式要灵巧严密，后期及时受到损害也比较容易维修而且不用华太多的钱。对于普通消费者来讲是一个很不错的选择。所以被广大人们所接受。汽车无制动状态下拉式膜片弹簧的中间部分和从动盘挤压在一起。然而需要关注的是推式是整个外圆的部分与从动盘部分相互挤压。相同条件下拉式所需弹簧就会小很多，这样尺寸整体减小，质量和惯性都会随之相应的减底。且产生的噪音也会比推

12、式小的多。2.2 离合器主要参数的确定后备系数、单位压力P0、摩擦片外径D、内径d、厚度b、压盘工作压力Fz、摩擦因数f、离合器间隙就像一个合作团队一样，是紧密联系在一起，相互影响，相互作用，各个系数设计的好就会直接影响到离合器的性能，让车子更为舒适安全，让车乘人员感到满意，所以在设计时应充分考虑。2.2.1摩擦片外径D、内径d和厚度b 因为离合器中的每个零件都会对整体性能产生影响，而摩擦片也不例外，其外径尺寸和转矩成正比，与此同时它也会对工程师所设计出的膜片弹簧离合器的外轮齿廓大小有着影响。一旦承受转矩大并且车中驾驶员频繁使用中的操作不规范，那么其寿命将直接造成影响。质量也会随着设计中的参数

13、大小而变化。最大转矩的利用公式求出外径。 （2-1）因为 直径系数受制于车型和整车质量，表2-4中的数据反应这一关系。 表2-4的取值车型直径系数KD乘用车14.6最大总质量为1.8-14.0t的商用车16.0-18.5(单片离合器)13.5-15.0（双片离合器）最大总质量大于14.0t的商用车22.5-24.0伟大的工程师们经过无数次的分析和实验。早已经列制好了车子的取值情况，我们可以直接根据表格予以选用，考虑到所设计的车子质量和初步计划中的单片情况，我们选取=17.0，发动机的最大转矩为179/2500Nm根据式（2-1）计算得出。外径和内径相辅相成，外径一旦确定，那么内径也差不多就能予

14、以得出。而在设计过程中，如果不遵从相应的国标，则会因为设计得不完善而导致受力不均，这种情况下就会出现各种糟糕得影响，如不利于降温，在行驶中也会因为出现了这红情况导致寿命降低，不利于人类需求，还不利于工人师傅的安装。内径设计过大也会使得圆周力加大，根据我们所学到的物理学原理，摩擦片会因外周力作用而出现外飞。查表2-5中，确定d=150mm，b3.5mm，计算出摩擦片单面面积是221 。表2-5 离合器摩擦片尺寸系列和参数外径D/mm160180200225250280300325内径d/mm110125140150155165175190厚度/mm3.23.53.53.53.53.53.53.52.2.2后备系数摩擦片会因为长期的使用而受到一定程度上的磨损，为了能够使得离合器尽可能的传递车子所需的动力达到车子正常运转的水平，后备系数起到了关键作用。反映了离合器是否能够正常工作，总质量大的车后备系数也相对于总质量小的车较大，后备系数的大小选择应该根据实际情况选择适中合理的系数。其决定了离合器的尺寸还有操纵舒适性以及转矩。当然这个还应根据车子在各种使用条件下所需要的一系列因素。当然汽车质量不同后备系数的范围也要考