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（完稿）CA1091中型载货汽车膜片弹簧离合器设计（CAD全套）

输出转矩。压紧弹簧通过压盘那从动盘总成紧紧压在飞轮上，形成工作压力。当发动机工作带动飞轮和压盘道旋转时，通过压盘上压紧弹簧产生的工作压力所形成的摩擦力，带动从动盘总成旋转，完成转矩的输出。离合器的工作原理离合器盖与发动机飞轮用螺栓紧固在起,当膜片弹簧被预加压紧,离合器处于接合位置时,由于膜片弹簧大端对压盘的压紧力,使得与从动盘摩擦片之间产生摩擦力。当离合器盖总成随飞轮转动时构成离合器主动部分,就通过摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘总成和变速器起转动以传递发动机动力.要分离离合器时,将离合器踏板踏下,通过操纵机构,使分离轴承总成前移推动膜片弹簧分离指,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作用下离开离合片，是从动盘总成处于分离位置，切断发动机动力传递。.膜片弹簧离合器的特性本设计采用膜片弹簧离合器，在离合器设计中采用膜片弹簧离合器有很多优点膜片弹簧本身起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使零件数目减少，重量减轻其次，离合器的机构大大简化并显著地缩短了离合器的轴向尺寸膜片弹簧具有良好的线性特性，设计合适，可使摩擦片磨损到极限，压紧力仍能维持很少改变，切可减轻离合器踏板力，使操纵轻便。膜片弹簧的安装位置对离合器的旋转轴线是完全对称的，因此它的压紧力不会受离心力的影响，很适合高速旋转。膜片弹簧起弹性作用的部分是其碟簧部分。碟簧部分的弹性形变特性和螺旋弹簧的不样，它是种非线性的弹簧。其特性和碟簧的原始内截锥高度及弹簧片厚度之比有关，不同的值可以得到不同的弹性变形特性。般分成下列四种情况。如图.中的曲线，载荷增加时。变形总是不断增加。这种弹簧的刚度很大，可以承受很大的载荷，适合作为缓冲装置中的形成限制弹簧。图.对膜片弹簧弹性特性的影响如图.中的曲线，弹簧的特性曲线在中间有段很平直，变形增加时载荷几乎维持不变。此种弹簧叫做零刚度弹簧。如图.中的曲线，弹簧的特性曲线中有段负刚度区域，既当变形增加时，载荷反而减小。具有这种特性的膜片弹簧很有适用于作为离合器的压紧弹簧。因为可利用其负刚度区，达到分离离合器时载荷下降操纵省力的目的。当然，负荷刚度过大也不适宜，以免弹簧工作位置略微变动造成弹簧压紧力变化过大。本设计选取了此种情况。如图.中的曲线，这种弹簧的特性曲线中具有更大的负刚度不稳定工况区，而且具有载荷为负值的区域特性曲线穿过了横坐标，图中未示出。这种弹簧适合于汽车液力传动中的锁止机构。.离合器的设计原则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在任何行使条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载。接合时要完全平顺柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。分离时要迅速彻底。从动部件转动惯量要小，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。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。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。操纵轻便准确，以减轻驾驶员的疲劳。离合器机构类型的分析.膜片弹簧离合器的结构和工作原理.膜片弹簧离合器的特性.离合器的设计原则.本章小结第章膜片弹簧的设计与计算.离合器主要参数的选择后备系数单位压力摩擦片的主要尺寸摩擦因素摩擦片数离合器间隙的选取.膜片弹簧基本参数的选择内截锥高度和厚度的确定大端外径和小端外径的选择自由状态下圆锥底角的选择分离指数的选择膜片弹簧的小端内径及分离轴承作用半径的确定切槽宽度及分离半径的确定压盘加载点半径和支承环加载点半径.膜片弹簧的校核外径的校核滑磨功的校核膜片弹簧的强度校核.本章小结第章扭转减振器的设计计算.扭转减振器的特性及主要参数的选取扭转减振器的角刚度减振器摩擦力矩预紧力矩减振弹簧的分布半径减振弹簧数目减振弹簧的总压力.减振弹簧的尺寸确定.从动片相对从动盘毂的最大转角.限位销与从动盘缺口侧边的间隙.限位销直径的确定.从动盘毂缺口宽度及安装窗口尺寸.本章小结第章离合器操纵机构的设计.离合器的踏板位置行程和踏板力的设计计算踏板位置踏板行程踏板力.操纵系统的传动比计算.主缸和工作缸的设计计算主缸的工作原理及计算分缸的工作原理及计算.本章小结第章离合器其它零件的设计及计算.从动盘毂花键的设计计算.压盘的设计计算.分离轴承的设计计算.从动片的设计.分离杆的材料.本章小结结论参考文献致谢摘要我国的车辆工业相对于世界其他先进国家相当落后，虽然从国外引进了许多新产品新技术，但是离全面掌握核心技术还有很长的差距。本设计最典型的中型载货汽车技术参数为依据，对其进行膜片弹簧离合器设计。希望能使我国离合器的自主开发能力及产品设计水平得到定的提高。现代汽车摩擦离合器在设计中根据车型的类别，使用要求，与发动机的匹配要求，制造条件以及标准化通用化系列化要求等，合理地设计离合器总成的结构显的尤为重要。本文研究了离合器及其操纵机构系统的结构知识设计理念及方法等。并且对离合器及其操纵机构的主要零件进行了详细的设计计算，其中重点研究了膜片弹簧扭转减振器操纵机构和摩擦片的设计方法思路理论。对结构元件分析主要参数及零件载荷的确定强度计算方法都有详细的介绍。本设计得到了以粉末冶金材料作为离合器摩擦片摩擦材料的单片推式膜片弹簧离合器，满足了较高性能的标准，取代了对环境有污染的石棉基摩擦材料。关键词离合器膜片弹簧摩擦片第章绪论.引言在以内燃机作为动力的机械传动汽车中，离合器都是作为个独立的零件存在。虽然发展自动传动系统是汽车传动系统的发展趋势，但也有专家指出根据德国出版的年世界汽车年签，年世界各国家汽车所生产的款乘用车中，手动机械变速器车款为款在我国，乘用车中自动挡车款式只占全国平均数的.若考虑商用车中更是多数采用手动变速器，手动挡汽车目前仍是世界车款的主流其中不排除些国家或地区自动变速器车款是其主流产品。谈到未来，考虑到手动传动系将向自动自动传动系过度，但现在手动传动戏也在不断改善，因此也是自动传动系的有力竞争对手。可以说，从目前到将来离合器这部件将会伴随着内燃机起存在，不可能在汽车上消失。.汽车离合器的现状发展汽车离合器的现状如今单片干式摩擦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，提高了离合器结合的平顺性。离合器从动盘总成中装有扭转减振器，防止了传动系统的过载共振，并且减小了传动系噪声。近年来，出现了扭转减振特性和性能价格比较为理想的双质量飞轮结构，这种飞轮由初级飞轮扭转减振器和次级飞轮组成，采用径向布置减振弹簧，在有限的空间可以获得相当好的减振效果。它突破了传统的飞轮铸造生产方法，以钢板冲压取而代之。随着汽车运输业的发展，离合器还要在原有的基础上不断提高和改进，以适应新的使用条件。从国外的发展动向来看，近年来车辆在性能上向高速发展，发动机的功率和转速不断提高，载货汽车趋于大型化，国内也有类似情况。此外，离合器的使用条件也日酷日。因此，提高离合器的传扭能力提高其使用寿命简化操作已成为离合器目前发展的趋势。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，但离合器允许加大尺寸空间有限，离合器的使用条件日酷日，增加了离合器扭转能力，提高其使用寿命，简化操作，已成为重型离合器发展的趋势。为了提高离合器的扭转能力，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，双片离合器的扭转能力和使用寿命是单片倍。但受到其它客观因素的影响，实际效果要比理论值低些。近年来湿式离合器在技术上不断的改进，在国外些重型牵引汽车和自卸汽车上又开始采用多片湿式离合器。与干式离合器相比，由于油泵进行强制冷却的结果，摩擦表面温度较低，因此起步时长时间打滑也不致烧损摩擦片。据报道，这种离合器有着良好的起步能力，其使用寿命可达干式的倍。汽车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德国戴母勒公司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部件。采用锥形离合器的方案直延续到世纪年代中叶，对当时来说，锥形离合器修复比较简单，摩擦面容易修复。它的材料曾用过驼毛带皮革带等。现今所用的盘式离合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到年以后才出现的，多片离合器最主要的优点是在汽车起步时离合器的结合比较平顺，无冲击。早期的设计中，多片按成对布置设计，个钢盘片对着青铜盘片。采用纯粹的金属对金属的摩擦副，把它们置于油中工作，能达到更为满意的性能。在油中的盘式离合器，摩擦片直径不能太大，以避免在高速时把油给甩掉。此外，油也容易把金属盘片粘住，不容易分离。但毕竟优点大于缺点。因为在当时，许多离合器还在探索原创阶段，性能很不稳定。石棉基材料的引入和改进，使得盘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。世纪年代末，直到年代时，只有工程车辆赛车和大功率的轿车上才使用多片离合器。离合器执行系统的使用环境非常恶劣，长时间的经受高温，而且又暴露在压力油和润滑剂中。以往主动缸和从动缸组件都必须使用金属，近年来，美国汽车产品公司向各大洲的车商提供用塑料制的离合器执行系统，该商品的商标为，是用，即用的长纤维增强的黑色尼龙，该材料的硬度大重量轻比模量超过铝合金。它的纤维分布均匀，是随机分布的，尺寸稳定性好收缩率低约为.。由于纤维完全浸润在尼龙树脂中，而且端头较少，完全能保证有出色的光亮表面。的长纤维，使热膨胀系统几乎与金属相同，该公司认为，如果仔细地将注塑件的尼龙成份烧掉，留下的骨架部分纤维几乎仍保留制品的形状。这表明产品中的纤维的分布是各向同性，所以收缩致，抑制了翘曲。的表面光洁度较铸铝件好，有助于延长从动缸的密封寿命。该产品的型号是.，完全符合所有的长期爆炸测试要求，室温下的抗拉强度几乎达到，疲劳强度高，抗蠕变能力强，在下，抗拉强度仍有，长玻纤增强的，密度为.，所以也减轻了重量。通过注塑成型生产结构复杂的零件与铸铝相比，节约了成本。多年的实践经验和技术上的改进以及材料的日新月异，使人们逐渐趋向于首选单片干式摩擦离合器因为它具有从动部分转动惯量小散热性好机构简单调整方便尺寸紧凑分离彻底等优点，而且由于在结构上采取定措施，已能做到结合平顺，因此现在广泛用于大中小各类车型中。.本文研究的主要内容本设计的主要内容离合器类型的选择各部件参数的选择各部件的参数计算各部件的设计总体布置图纸的绘制。主要设计步骤如下确定要设计的膜片弹簧离合器的基本结构，包括主动部分从动部分压紧机构操纵机构根据设计的形式确定主要机构的基本数据根据具体结构和设计情况提出改进意见和措施，找出设计的不足和所受的条件限制，提出解决方案根据计算结果绘制图纸并撰写说明书。第章离合器结构原理分析.离合器机构类型的分析汽车离合器有摩擦式液力式和电磁式三种类型，但摩擦式离合器用得最为广泛。摩擦离合器的类型很多，主要有周置式离合器中央弹簧离合器斜置弹簧离合器膜片弹簧离合器。周置式离合器主要用在商用载重汽车上，螺旋弹簧沿着压盘的圆周作同心圆布置中央弹簧离合器，采用个圆柱螺旋弹簧或用个矩形断面的锥形螺旋弹簧做压簧并布置在离合器正中间的结构形式，称为中央离合器。中央离合器的压簧不和压盘直接接触，因此压盘由于摩擦生成的热量不会直