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离合器及传动轴设计说明书doc

作者:火博游戏 发布于:2021-01-24 15:37 点击量:

  1.1离合器的主动部分 1.2离合器的工作原理 3.1离合器设计要求 3.2离合器参数的选择 3.3从动盘总成 103.4 压盘和离合器盖计算............................................. 12 3.5 膜片弹簧的设计计算............................................. 15 3.6扭转减震器计算 173.7 离合器操纵系统设计............................................. 18 3.8 离合器试验 183.9 国外离合器发展 18第四章传动轴计算..................................................... 21 4.1 万向传动的计算载荷............................................. 21 4.2 十字轴设计计算 4.3十字轴滚针轴承的计算 234.4 万向节叉的设计计算............................................. 24 4.5 传动轴临界转速计算 4.6 轴管强度计算 294.7 传动轴花键轴的计算............................................. 29 第五章结论 32致谢..................................................................................................... 33 3427 常用符号表 第-章离合器设计计算 物理景代号 職J1外径 inin发动杉脱人功率时觀 离合器C备系数 N.m摩擦則间的静摩擦因数 摩擦片的卞:均摩擦半杒min Kg轮胎滚动半径 系数mm 第=章传动轴计算物理虽 代号 单位 物理S 代号 单位 seN.m 变速器• •挡传动比 孚轴轴颈根部穹曲灰力MP mm材料的弹性模S r/mi安全系数 传动花键轴的扭转切应力MP 变速器•挡传动比摘要 本次设计了离合器和传动轴。在汽车传动系的这些部件中,离合器和传 其中两个重要的部件。在传动系统中,离合器位于发动机与变速器之间,其作用是使 驾驶员讨以把发动机与变速器接合或分离。离合器是一种摩 擦式分离装置,与驾驶室 中离合器踏板相连接。驾驶员通过操纵离合器既口 以使发动机与离合器暂时分离,也可以在汽车起步时使发动机与离合器帄稳 本设计通过对传动轴的传动类型分析,结合所设计巾型载货汽车的特点 以及市场 趋势等因素,对传动方式和传动轴进行了选型;通过对传动轴的类 型与结构分析,选 择传动轴的十字轴滚针轴承的密封形式为盖板式密封,并 在其密封部位采用橡胶骨架 油封和毡圈油封相结合的密封形式,以适应农村 地区的恶略路况;通过对万向节的十 字轴、滚针轴承、万向节差的设计计 算,确定了所设计车辆使用的这些部件的具体尺 寸;通过对传动轴的临界转 速和计算载荷的确定,用待定系数法确定了传动轴的花键 并校核了其扭转强度和临界转速,确定了合适的安全系数。鉴于矩形花键的 一系列优点和国内的生产加工水帄,传动轴花键采用了矩形花键。传动轴 •过程中对涉及到实验的部分有针对性查阅了同类型 的产品的试验结果,对设计结果予以修正。综合各部分的设计及 校核结果,所设计的 传动轴能满足所设计的屮型载货汽车的传动要求。 关键词:离合器,摩擦式,膜片弹簧,传动轴,十字轴 接合 本次设计为膜片弹黉离合器 KD1100MEDIUM-LADEN CAR —CLUTCH PROPELLERSHAFT DESIGN ABSTRACT thesis.clutch propellershaft twoimportant units powertrain between transmission.Its purpose firiction-typedevice clutchpedal driver,scompartment clutchallows enginefrom transmission while he shiftinggears automobilemoving rest weuse thesisintroduced power transmission shaft used farmingtransporters. According farmingtransporter ruralareas,we chose simplymade open style power transmission shaft farmingtransporters itscost adaptabilityrather than its comfort ability scienceratio concerned.So during designwe did paytoo much attention popularwhich oftenadvanced technology contrary,wejust made some necessary improvement usingform example,we use involutes serration instead rectangleserration,so muchupgraded while its cost still low because nowadays its moredifficult machineinvolutes serration than rectangle serration shaft,wepaid much attention sealform unit.We used rubber bone seal together feltwasher. KEY WORDS: clutch,friction-type, Diaphragm spring, power transmission shaft, cross axle 随着汽车工业的发展,离合器也在原有的基础上不断改进和提高,以适应 使用条件。从国外的发展动向来看,汽车的性能在向高速发展,发动机的功率和转速 不断提高,载重汽车趋于大型化,国内情况也类似于此。另外,离合器 的使用条件也 日酷一日。因此,增加离合器的传扭能力,提高其使用寿命,简化 操作已成为离合器 目前发展的趋势。 离合器的结构形式虽然可以各不相向,但在使用巾对它们的基本要求却 是一致 的。对汽车离合器的基本要求有以下几点:能W靠地传递发动机的 最大扭矩; 合时要帄顺、柔和,使汽车起步时没有抖动和冲击;分离时 要迅速彻底;离合器 从动部分的转动惯量要小,以减轻汽车起步和换档时变 zb•,方便换档;离合器的通风散热应良好;高速回转 时要具有 靠的强度,应注意帄衡问题和离心力的影响;应使汽车传动系避 免共振,并具有吸收振动,缓和冲击和 减少噪音的能力;操纵轻便;离合器 的工作性能应保持稳定,这就要求作用在摩 擦片上的总压力要不因庫擦表面 的磨损而变化,或者变化较小;要求使用寿命长。 此外,离合器也要尽量做到 结构简单,紧凑,制造工艺性好,维修方便,重量轻等等。 基于上述要求,离合器的压紧弹簧从普遍采用的阙柱螺旋弹簧改为胶片 弹簧, 其利其多。酋先膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用,使零件 数量减少,重 量减轻,离合器结构大为简化,并显著地缩短了离合器的轴向尺 寸。其次,rti 于膜片 弹簧与压盘以憋个圆周接触,使压力分布均匀,摩擦片的接 触良好,磨损均匀,再者, 巾于膜片弹簧具有非线性的特性,因此,可设计成当摩 擦片磨损后,弹簧压力几乎讨 以保护不变,且 减轻分离离合器时的踏板力,使操纵轻便。另外,膜片弹簧的安 装集闭对离合器轴的中心线来说是对称的,因此 它的压紧力实际上不受离心力的影 制造工艺方面膜片弹簧巾弹黄钢板冲制而成,而螺旋弹簧巾钢丝卷绕而成, 相比之下前者制造工艺性好。 用一张膜片弹簧作为压紧弹赞;而螺旋弹簧要另加分离杆,H—个离合器要用若干个 螺旋弹簧作为压紧弹簧。相比之下前者零件数量少,结构紧凑; 值,适合汽车离合器使用的膜片弹簧总可以制造出来,只要我们掌握了胶片弹 簧的特性,离合器调 整问题也可随之解决。 别是高速旋转时,其影响不可忽视。现代汽车向高速发展,离合器也向高速发展,压紧弹簧在高转速卜工作,膜 第二章离合器概述2.1 主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等+儿件组成。这部分与发动机曲轴 连在一起。离合器盖与飞轮靠螺栓连接,压盘与离合器盖之间是靠压盘上的 了避免转动方向的共振,缓和传动系受到的冲击载荷,大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器。 离合器接合时,发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了从动盘两侧的摩擦片,带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。从动盘 本体和减 振器盘又通过叫个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性 环节的作用,所以 传动系受的转动冲击W以在此得至曬和。传动系巾的扭转 振动会使从动盘毂相对丁• 从动盘本体和减振器盘来回转动,夾在它们之间的 减震阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的 能量,将扭转振动衰减下来。 为了使汽车能帄稳起步,离合器应能柔和接合,这就需要从动盘在轴向 具有一 定弹性。为此,往往在动盘本体圆周部分,沿径向和周向切槽。再将 分割形成的扇形 部分沿周向翘曲成波浪形,两侧的两片摩擦片分别与其对应 的凸起部分相铆接,这样 从动盘被压缩时,压紧力沿翘曲的扇形部分被压帄 而逐渐增大,从而达到接合柔和的 效果。 的选择周置弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧,其结构简单制造容易, 因此 用较为广泛。压紧弹簧直接与压盘接触,易受热退火,且当发动机最大 转速很高时周 置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲,使弹簧压紧力下降,离 合器传递转矩的能力随 之降低。此外,弹簧靠到它的定位面上,造成接触部 位严重磨损,甚至出现弹簧断裂 的现象。 中央弹簧离合器采用一至两个阒柱螺旋或用一个I 到锥弹簧作为压紧弹 簧,并且 布置在离合器的中心,此结构轴向尺寸较人。 膜片弹簧的结构主要特点是采用一个膜片代替传统的螺旋弹簧和分离杒 膜片弹簧的轴向尺寸较小而径向尺寸很人,这有利于在提高离合器传递转矩 能力的情况下离合器的轴向尺寸。 构人人的简化,零件数0少,质量轻。 由于膜片弹簧轴向尺寸小,所以可以适当增加压盘的厚度,提高热容量;而且还可以在压盘上增设散热筋及在离合器盖上开设较人的通风孔来改 故在本设计中选用了膜片弹簧离合器。离合器按它的结构形式选择 根据膜片 弹簧分离指在分离时所受的力是推力还是受拉力,可分为推式 和拉式弹簧离合器。拉式与推式离合器最明显的特征就是膜片弹簧安装方向 减少中间支撑,零件数S相对要少。结构简单,紧凑、质量较轻。 由于拉式膜片弹费是以其中部压紧压盘,在压盘大小相同的条件下可使用査径相对较人的膜片弹簧,从而实现在不增加分离时的操纵力的前提不, 提高压 盘的灰紧力和传递转矩的能力;或在传递转矩相同的条件卜\减小压 操纵机构是为驾驶员控制离合器分离与接合程度的一套专设机构,它是由位于离合器壳内的分离杠杆(在膜片弹簧离合器中,膜片弹簧兼起分离杠 用)、分离轴承、分离套筒、分离叉、回位弹簧等机件组成的分离机构和位于离合器 壳外的离合器踏板及传动机构、助力机构等组成。 2.2 动轴(即变速器的主动轴)相连。压紧弹簧则将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转 矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上, 再由此经过从动轴和传 动系中一系列部件传给驱动轮。压紧弹簧的压紧力越 人,则离合器所能传递的转矩也 由于汽车在行驶过程中,需经常保持动力传递,而中断传动只是暂时的需要, 因此汽车离合器的主动部分和从动部分是经常处于接合状态的。摩擦 副采用弹簧压紧 装置即是为了适应这一要求。当希望离合器分离时,只要踩 卜*离合器操纵机构中的 踏板,套在分离套筒的环槽中的拨叉便推动分离叉克 服压紧弹簧的压力向松开的方向 移动,而与飞轮分离,摩擦力消失,从而中 当需要重新恢复动力传递时,为使汽车速度和发动机转速变化比较帄稳,应该 适当控制离合器踏板回升的速度,使从动盘在压紧弹簧压力作用%向 接合的方向移动 与飞轮恢复接触。二者接触面间的压力逐渐增加,相应的摩 擦力矩也逐渐增加。当飞 轮和从动盘接合还不紧密,二者之间摩擦力矩比较 小时,二者可以不同步旋转,即离 合器处于打渭狀态。随着飞轮和从动盘接 合紧密程度的逐步增人,二者转速也渐趋相 等。直到离合器完全接合而停止 打滑时,汽车速度方能与发动机转速成正比。 第三章离合器设计计算 3.1 分离时要迅速彻底;P4、离合器从动部分的转动惯量要小, 以减轻换档时变速器轮齿 操纵轻便,工作性能稳定,使用寿命长。以上这些要求巾最甫要的是使 用讨靠,寿命长以及生产和使用中的良好 摩擦片夕卜径是离合器的基本尺寸,它关系到离合器的结构和使用寿命, 她和离合器所需传递的转矩大小有一定的关系。发动机转矩是莱要参数,按 发动机最 人转矩7; max (/V*m)来选定D时,有K列公式可得: (3-1) 100. Temax 根据所设计的车型和采用单片摩擦片,则A=36。由(2 查摩擦片尺•、?的系列化和标准化,选取标准摩擦片外径D=325mm,内径 d=190mm,厚度h=3.5mm,内外径之比c’= 0.585 ,单位面釈A 二、离合器后备系数的确定:后备系数A是离合器设计时应到的一个重要参数, 它反映了离合器传递 发动机最大转矩的可靠程度。在选择时,应考虑以下几点: 摩擦片在使用中磨损后, 离合器还能可靠地传递发动机最大转矩; 要能防止离合器滑磨过大; 为讨靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大,夕不易选取太小, 当使用条件恶劣,为提高起步能力,减小离合器滑磨,A应选取大些;采用 柴油机时, 巾于工作比较粗暴,转矩较不帄稳,A选取值应大些;发动机缸 数越多,转矩波动越小,A可选取小些。 考虑以上影响因素和所设计车型为农用运输车,采用单缸柴油机,根据 的取值范围 =1.7〜2.25,同时参考其它同类车型选取4 单位压力对离合器工作性能和使用春命有很人影响,选取时应考虑离合器的工作条件,发动机后备功率大小,摩擦片尺、j*,材料及其质量和后 备系数等 因素。离合器使用频繁,发动机P 备系数较小时,应取小些; 当摩擦片外径较大时,为降低摩擦片外源出的热负荷,应取小些; —发动机最大功V一摩擦片最大圆周速度,m/s; 54Am/s

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