離合器綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、燕山大學(xué)課程綜合訓(xùn)練報(bào)告 燕山大學(xué)課程綜合訓(xùn)練報(bào)告 課題： 經(jīng)濟(jì)型轎車離合器設(shè)計(jì) 目錄前言21、國內(nèi)外行業(yè)和應(yīng)用現(xiàn)狀31.1 國內(nèi)外的行業(yè)現(xiàn)狀32.2 國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀52、膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn) 62.1膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式 62.2膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 83、膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)注意的規(guī)范和原則94、離合器設(shè)計(jì)采用的三維軟件和效果圖104.1離合器設(shè)計(jì)采用的三維軟件104.2離合器設(shè)計(jì)效果圖 105、設(shè)計(jì)小結(jié)15 前言 離合器位于發(fā)動機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行駛過程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離

2、合器踏板，使發(fā)動機(jī)與變速箱暫時(shí)分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動機(jī)向變速器輸入的動力。離合器是機(jī)械傳動中的常用部件，可將傳動系統(tǒng)隨時(shí)分離或接合。對其基本要求有:接合平穩(wěn)，分離迅速而徹底;調(diào)節(jié)和修理方便;外廓尺寸小;質(zhì)量小;耐磨性好和有足夠的散熱能力;操作方便省力，常用的分為牙嵌式與摩擦式兩類。（1）起步平穩(wěn)這是離合器的首要功能。在汽車起步前，自然要先起動發(fā)動機(jī)。而汽車起步時(shí)，汽車是從完全靜止的狀態(tài)逐步加速的。如果傳動系（它聯(lián)系著整個(gè)汽車）與發(fā)動機(jī)剛性地聯(lián)系，則變速器一掛上檔，汽車將突然向前沖一下，但并不能起步。這是因?yàn)槠噺撵o止到前沖時(shí)，具有很大的慣性，對發(fā)動機(jī)造成很大的阻力矩。在這慣性阻力矩的

3、作用下，發(fā)動機(jī)在瞬時(shí)間轉(zhuǎn)速急劇下降到最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（一般300-500RPM）以下，發(fā)動機(jī)即熄火而不能工作，當(dāng)然汽車也不能起步。因此，我們就需要離合器的幫助了。在發(fā)動機(jī)起動后，汽車起步之前，駕駛員先踩下離合器踏板，將離合器分離，使發(fā)動機(jī)和傳動系脫開，再將變速器掛上檔，然后逐漸松開離合器踏板，使離合器逐漸接合。在接合過程中，發(fā)動機(jī)所受阻力矩逐漸增大，故應(yīng)同時(shí)逐漸踩下加速踏板，即逐步增加對發(fā)動機(jī)的燃料供給量，使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速上，而不致熄火。同時(shí)，由于離合器的接合緊密程度逐漸增大，發(fā)動機(jī)經(jīng)傳動系傳給驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)矩便逐漸增加，到牽引力足以克服起步阻力時(shí)，汽車即從靜止開始運(yùn)動并逐步加速

4、。（2）換擋平順在汽車行駛過程中，為適應(yīng)不斷變化的行駛條件，傳動系經(jīng)常要更換不同檔位來進(jìn)行工作。實(shí)現(xiàn)齒輪式變速器的換檔，一般是撥動齒輪或其他掛檔機(jī)構(gòu)，使原用檔位的某一齒輪副推出傳動，再使另一檔位的齒輪副進(jìn)入工作。在換檔前必須踩下離合器踏板，中斷動力傳動，便于使原檔位的嚙合副脫開，同時(shí)使新檔位嚙合副的嚙合部位的速度逐步趨向同步，這樣進(jìn)入嚙合時(shí)的沖擊可以大大的減小，從而實(shí)現(xiàn)平順的換檔。（3）防止傳動系統(tǒng)過載當(dāng)汽車進(jìn)行緊急制動時(shí)，若沒有離合器，則發(fā)動機(jī)將因和傳動系剛性連接而急劇降低轉(zhuǎn)速，因而其中所有運(yùn)動件將產(chǎn)生很大的慣性力矩（其數(shù)值可能大大超過發(fā)動機(jī)正常工作時(shí)所發(fā)出的最大扭距矩），對傳動系造成超過其

5、承載能力的載荷，而使機(jī)件損壞。有了離合器，便可以依靠離合器主動部分和從動部分之間可能產(chǎn)生的相對運(yùn)動來消除這一危險(xiǎn)。因此，我們需要離合器來限制傳動系所承受的最大扭矩，從而保證安全。離合器可分為：摩擦離合器，或是利用液體作為傳動的介質(zhì)（即液力偶合器），或是利用磁力傳動（即電磁離合器)。1、國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀1.1 國內(nèi)外行業(yè)現(xiàn)狀我國汽車離合器起源于上世紀(jì)30年代，當(dāng)時(shí)在僅有的幾家小作坊式汽車修配廠里制造離合器零件，上世紀(jì)50年代中期開始，一汽、南汽、上汽、二汽等相繼成立，離合器在其內(nèi)部的專業(yè)化生產(chǎn)工段，車間或工廠也開始批量生產(chǎn)。從此有了真正意義上的離合器制造.國內(nèi)有自主研發(fā)能力的沒幾家，其中上海SAC

6、HS是最大的，中德合資；南京法雷奧，其它的就沒了，其它的都不能研發(fā)，只能仿作。1867年，德國人奧托（Nicolaus August Otto）受里諾研制煤氣發(fā)動機(jī)的啟發(fā)，對煤氣發(fā)動機(jī)進(jìn)行了大量的研究，制作了一臺臥式氣壓煤氣發(fā)動機(jī)，后經(jīng)過改進(jìn)，奧托提出了內(nèi)燃機(jī)的四沖程理論，為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。離合器的出現(xiàn)是隨著變速箱的出現(xiàn)而出現(xiàn)的，1889年戴姆勒在他的汽車上首次應(yīng)用了四速變速箱和摩擦離合器. 但扭矩仍然由皮帶傳到后輪.1892年，德國工程師狄塞爾根據(jù)定壓熱功循環(huán)原理，研制出壓燃式柴油機(jī)，并取得了制造這種發(fā)動機(jī)的專利權(quán)。1957年，德國人汪克爾發(fā)明了轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機(jī)，這是汽油發(fā)動機(jī)發(fā)展

7、的一個(gè)重要分支。轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)是利用內(nèi)轉(zhuǎn)子圓外旋輪線和外轉(zhuǎn)子圓內(nèi)旋輪線相結(jié)合的機(jī)構(gòu)，無曲軸連桿和配氣機(jī)構(gòu)，可將三角活塞運(yùn)動直接轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。它的零件數(shù)比往復(fù)活塞式汽油少40%，質(zhì)量輕、體積小、轉(zhuǎn)速高、功率大。該機(jī)具有重要的開發(fā)價(jià)值，因而引起各國的重視。日本東洋公司（馬自達(dá)公司）買下了轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的樣機(jī)，并把轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)裝在汽車上，可以說，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)生在德國，長在日本。日韓汽車使用離合器時(shí)明顯不如德國的。國內(nèi)的技術(shù)那就差得遠(yuǎn)，只有目前吉利購買澳大利亞的技術(shù)后，技術(shù)大有提升，已是不輸于日韓了。目前國內(nèi)推式膜片彈簧離合器得到了普遍應(yīng)用，只有部分企業(yè)能夠自行設(shè)計(jì)制造拉式膜彈簧離合器，并在重型汽車領(lǐng)域大

8、量替代進(jìn)口產(chǎn)品。優(yōu)點(diǎn)，作為中重型商用車重點(diǎn)研發(fā)和推廣使用的產(chǎn)品，在未來的中重型商用車領(lǐng)域?qū)⒅饾u 成為主導(dǎo)產(chǎn)品。1.2 國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀 傳統(tǒng)離合器按照操作機(jī)構(gòu)不同可分為：拉線式（賽歐車上有應(yīng)用）和液壓式（帕薩特領(lǐng)馭車上有應(yīng)用）。自動離合器大致也分為兩種：液壓式自動離合器和電機(jī)式自動離合器。（1）AT自動變速器中的離合器其實(shí)也算是一種自動控制技術(shù)，它是靠ECU控制電磁閥促使液壓機(jī)構(gòu)使摩擦片壓緊與松開的。（2）雙離合變速器的離合器控制也采用了自動控制技術(shù)。比如，寶馬M3上運(yùn)用的雙離合變速器與手動變速器結(jié)構(gòu)較為相似，但變速器的換擋與離合器的結(jié)合與斷開都是采用自動控制技術(shù)進(jìn)行控制的。 大眾汽車(Vol

9、kswagen AG)在好幾款車型上采用了無離合手動變速技術(shù)，并將其取名為DSG。通用汽車(General Motors Co.)和意大利菲亞特汽車公司(Fiat SpA)旗下的克萊斯勒集團(tuán) （Chrysler Group)表示，它們正在考慮采用這項(xiàng)技術(shù)。同時(shí)，汽車生產(chǎn)商也在改進(jìn)常規(guī)的自動變速器，以縮小其與手動變速器的差距。包括日產(chǎn)汽車(Nissan Motor Corp.)、本田汽車(Honda Motor Co.)和斯巴魯(Subaru)在內(nèi)的其他一些汽車生產(chǎn)商也在某些車型上推出了無級變速器（簡稱：CVT）。CVT拋棄了離合器和齒輪變速，利用皮帶和錐形滑輪系統(tǒng)將動力從發(fā)動機(jī)傳送到車輪上。豐

10、田汽車(Toyota Motor Corp.)售價(jià)達(dá)40萬美元的雷克薩斯(Lexus) LFA超級跑車?yán)糜?jì)算機(jī)操控的液壓系統(tǒng)來控制變速和單離合器。針對低價(jià)車，公司管理人員表示，豐田可能擴(kuò)大完全可由手動模式操作的自動變速器的使用。由于這些系統(tǒng)的機(jī)械原理不同，駕駛員可以自主選擇是否通過換檔來實(shí)現(xiàn)變速。2、膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)2.1膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式 膜片彈簧離合器有推式和拉式兩種結(jié)構(gòu)形式。推式的特點(diǎn)：分離指在分離軸承向前推力的作用下離合器分離。拉式的特點(diǎn)：分離指在分離軸承向后拉力的作用下離合器分離。推式膜片彈簧離合器又可以按照支承環(huán)的數(shù)目分為雙支承環(huán)式、單支承環(huán)式和無支承環(huán)式3種

11、。(1)雙支承環(huán)式 特點(diǎn)是膜片彈簧的前后各有一個(gè)支承環(huán)。(2）單支承環(huán)式 特點(diǎn)是只有一個(gè)支承環(huán)位于膜片彈簧的前端或后端，另一個(gè)支承環(huán)用離合器蓋的凸臺或彈性擋環(huán)替代。(3)無支承環(huán)式 特點(diǎn)是膜片彈簧的前后都沒有支承環(huán)拉式膜片彈簧離合器 拉式膜片彈簧離合器有無支承環(huán)式和單支承環(huán)式兩種。1）無支承環(huán) 2）單支承環(huán)式離合器從動部分 從動部分是由單片、雙片或多片從動盤所組成，它將主動部分通過摩擦傳來的動力傳給變速器的輸入軸。從動盤由從動盤本體，摩擦片和從動盤轂三個(gè)基本部分組成。為了避免轉(zhuǎn)動方向的共振，緩和傳動系受到的沖擊載荷，大多數(shù)汽車都在離合器的從動盤上附裝有扭轉(zhuǎn)減震器。扭轉(zhuǎn)減振器 離合器接合時(shí)，發(fā)動

12、機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪和壓盤傳給了動盤兩側(cè)的摩擦片，帶動從動盤本體和與從動盤本體鉚接在一起的減振器盤轉(zhuǎn)動。動盤本體和減振器盤又通過六個(gè)減振器彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從動盤轂。2.2膜片彈簧離合器的特點(diǎn) 膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)可以從螺旋彈簧和膜片彈簧的彈性特性進(jìn)行分析。螺旋彈簧具有線性特征，膜片彈簧具有非線性特征。1膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)(1)傳遞的轉(zhuǎn)矩大穩(wěn)定； （2）分離指剛度低；（3）結(jié)構(gòu)簡單且緊湊；（4）高速時(shí)平衡性好；（5）散熱通風(fēng)性能好；（6）摩擦片的使用壽命長。2 膜片彈簧離合器的缺點(diǎn)（1）制造難度大；（2）分離指剛度低，分離效率低；（3）分離指根易出現(xiàn)應(yīng)力集中；（4）分離指舌尖易磨損。3、膜片彈簧

13、離合器設(shè)計(jì)注意的規(guī)范和原則膜片彈簧離合器關(guān)鍵是從動盤總成，從動盤總成主要由摩擦片、從動片、減振器和花鍵轂等組成。從動盤對離合器工作性能影響很大，應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求：1、轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡量小，以減小變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊。2、應(yīng)具有軸向彈性，使離合器接合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻，減小磨損。3、應(yīng)裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動系共振，并緩和沖擊。 確定的是離合器后備系數(shù)。在離合器后備系數(shù)的取值范圍內(nèi)有一個(gè)選擇要求，乘用車以及最大總質(zhì)量小于6噸的商用車的后備系數(shù)的取值應(yīng)該是1.201.75之間。這個(gè)車的總質(zhì)量是2205kg，既然是設(shè)計(jì)，那么就應(yīng)該自己取值。自己在范圍內(nèi)取一個(gè)你覺得合適的即可。 將

14、已經(jīng)設(shè)計(jì)好的離合器從動盤的各個(gè)零件按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行裝配。 將已經(jīng)裝配好的從動盤總成用裝配分析功能看各個(gè)零件是否發(fā)生干涉現(xiàn)象，若發(fā)現(xiàn)干涉現(xiàn)象，則進(jìn)入零件設(shè)計(jì)部分進(jìn)行修改，直到合適為止。干涉檢查完畢后，將從動盤總成裝配圖制成爆炸圖，這樣能更好的看清楚從動盤總成的結(jié)構(gòu)。4、離合器設(shè)計(jì)采用的三維軟件和效果圖4.1離合器設(shè)計(jì)采用的三維 CATIA是法國達(dá)索公司的產(chǎn)品開發(fā)旗艦解決方案。作為PLM協(xié)同解決方案的一個(gè)重要組成部分，它可以幫助制造廠商設(shè)計(jì)他們未來的產(chǎn)品，并支持從項(xiàng)目前階段、具體的設(shè)計(jì)、分析、模擬、組裝到維護(hù)在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計(jì)流程。4.2離合器設(shè)計(jì)效果圖總成圖爆炸圖零件圖1、摩擦片經(jīng)過凸臺拉伸完成

15、2、從動片 經(jīng)過凸臺拉伸、陣列完成3、 飛輪凸臺拉伸，陣列，旋轉(zhuǎn)槽而成。4、 離合器蓋經(jīng)過曲面，厚曲面等完成。5、膜片彈簧曲面，加厚，凹臺，陣列。6、從動盤轂主要的幾個(gè)零件介紹完畢。5、設(shè)計(jì)小結(jié)本設(shè)計(jì)以“機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車設(shè)計(jì)、二維制圖模型”為主線，主要采用catia設(shè)計(jì)一個(gè)捷達(dá)汽車膜片彈簧離合器總成，由于時(shí)間和能力的限制，本設(shè)計(jì)對分離機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)只作了簡單的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)我利用catia軟件繪制了離合器總成和部分零件的二維圖形，由于能力有限，難免有些不合理的地方，此次設(shè)計(jì)充分利用了已學(xué)過的汽車設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)知識，使我對所學(xué)知識有了一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識、復(fù)習(xí)、鞏固和深入。通過這次設(shè)計(jì)，我對機(jī)械設(shè)計(jì)和汽車設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識，也初步掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)