西华大学科技论文离合器盖设计说明书.docx

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西华大学科技论文离合器盖设计说明书

交通与汽车工程学院

课程论文说明书

课程名称:

课程代码:

题目:

年级/专业/班:

学生姓名:

学　　号:

开始时间:

2013年10月18日

完成时间:

2013年12月01日

课程论文成绩：

学习态度及平时成绩（30）

技术水平与实际能力（20）

创新（5）

说明书（计算书、图纸、分析报告）撰写质量（45）

总分（100）

指导教师签名：

年月日

目录

摘要-2-

1.引言-3-

2.离合器盖零件图设计………………………………………………………………………..-4-

2.1离合器盖尺寸的计算-4-

2.2三维设计图-7-

2.3二维设计图-9-

3.离合器盖设计-10-

3.1离合器的刚度-10-

3.2离合器的通风散热-10-

3.3离合器的对中-11-

总结与体会-12-

致谢-13-

参考文献-14-

摘要

离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其主要功用是切断和实现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稳的结合，从而达到使汽车平稳起步。

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，在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，防止各零件因过载而损坏，有效的降低传动系中的振动和噪声。

本设计运用汽车设计和汽车理论的相关知识，根据发动机的动力性能参数，参考有关资料、手册、国家标准以及汽车设计的原则进行了桑塔纳轿车膜片弹簧离合器盖的匹配设计。

设计中主要对离合器盖进行了相关设计计算，兼用CATIAV5软件完成离合器各零件的三维建模和总成装配,并按照国家标准和生产工艺要求，利用AUTOCAD软件绘制离合器盖零件图。

探讨了CAE技术在汽车离合器设计的运用。

关键词：

桑塔纳离合器盖结构设计

引言

桑塔纳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组成。

离合器盖一般为120°或90°旋转对称的板壳冲压结构，通过螺栓与飞轮联结在一起。

桑塔纳汽车采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器，称为膜片弹簧离合器。

离合器盖如下图中1所示。

图1膜片离合器盖总成零件分解

1、离合器盖2、4、支撑环3、膜片弹簧5、压盘6、铆钉7、支撑铆钉

离合器盖结构简图如下：

图2膜片弹簧离合器结构简图

1,3-平头铆钉2-传动片4-支承环5-膜片弹簧6-支承铆钉7-离合器压盘8-离合器盖

2.离合器盖零件图设计

2.1离合器盖尺寸的计算

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或定位螺栓以及止口对中。

为了加强通风散热和清除摩擦片的磨损粉末，在保证刚度的前提下，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片的结构。

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部件包括其中即可。

离合器基本参数及尺寸选择

摩擦离合器是靠摩擦表面间的摩擦力矩来传递发动机转矩的。

离合器的静摩擦力矩根据摩擦定律可以表示为

（a）

式中，

为静摩擦力矩；f为摩擦面间的静摩擦因数，计算时一般取0.25~0.30；F为压盘施加在摩擦面上的工作压力；

为摩擦片的平均摩擦半径；Z为摩擦面数，是从动盘数目的两倍。

在该设计中，f取0.3，Z取2。

假设摩擦片上工作压力均匀，则有

F=

（b）

：

摩擦面单位压力A：

摩擦面的面积D：

摩擦片外径d：

摩擦片内径

摩擦片的平均摩擦半径

根据压力均匀的假设，可以表示为

=

（c）

当d/D≥0.6时，

可相当准确地由下式计算

=（D+d）/4（d）

将式（b）、式（c）代入式（a）得

（e）

式中，c为摩擦片内外径之比，c=d/D，一般在0.53~0.70之间

为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时

应该大于发动机最大转矩，即

=βT

（f）

式中，T

为发动机的最大转矩；β为离合器的后备系数，定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，β必须大于1。

离合器的基本参数主要有性能参数β和

，尺寸参数D和d以及摩擦片厚度b。

离合器后备系数β的确定

后备系数β是离合器设计时用到的一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。

在选择β时，应该考虑到以下几点：

（1）摩擦片在使用中磨损后，离合器还应能可靠地传递发动机最大转矩。

（2）要防止离合器滑磨过大。

（3）要能防止传动系过载。

显然，为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大，β不宜选取太小；为使离合器尺寸不致过大，减少传动系过载，保证操纵轻便，β不宜选取太大；当发动机后备功率较大、使用条件较好时，β可选取小些；当使用条件恶劣，需要拖带挂车时，为了提高起步能力、减少离合器滑磨，β应选取大些；货车总质量越大，β也应该选取得越大；采用柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取的β值应比汽油机大些；发动机缸数越多，转矩波动越小，β可选取小些；膜片弹簧离合器由于摩擦片磨损后压力保持较稳定，选取的β值可比螺旋弹簧离合器小些；双片离合器的β值应该大于单片离合器。

各类汽车β值的取值范围通常为：

轿车和微型、轻型货车β=1.20~1.75

中型和重型货车β=1.50~2.25

越野车、带拖挂的重型汽车和牵引汽车β=1.80~4.00

本设计中选取

单位压力

的确定

单位压力

对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选取时应该考虑离合器的工作条件，发动机后备功率大小，摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。

离合器使用频繁，发动机后备系数较小时，

应该取小些；当摩擦片外径较大时，为了降低摩擦片外缘处的热负荷，

应该取小些；后备系数较大时，可以适当增加

。

当摩擦片采用不同材料时，

按下列范围选取：

石棉基材料

=0.10~0.35MPa

粉末冶金材料

=0.35~0.60MPa

金属陶瓷材料

=0.70~1.50MPa

在该设计中

取0.20MPa。

其他参数确定

根据参考资料中提到的推荐取值：

摩擦材料的摩擦因数

摩擦片单位压力

摩擦片外径D、内径d

摩擦片外径是离合器的基本尺寸,它关系到离散合器的结构重量和使用寿命,它和离合器所需传递的转矩大小有一定的关系。

显然，传递大的转矩，就需要有大的尺寸。

发动机转矩是重要的参数，当按发动机的最大转矩

（N·m）来选定D时，有下列公式，可作参考：

摩擦片的外径

圆整得

查表得：

表3.1离合器摩擦片尺寸系列和参数（即GB1457—74）

-

160

180

200

225

250

280

300

325

350

内径d/mm

110

125

140

150

155

165

175

190

195

厚度h/

3.2

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

3.5

4

=d/D

0.687

0.694

0.700

0.667

0.589

0.583

0.585

0.557

0.540

1－

0.676

0.667

0.657

0.703

0.762

0.796

0.802

0.800

0.827

单位面积F/

106

132

160

221

302

402

466

546

678

摩擦片的内径

摩擦片的厚度

摩擦片单面面积

2.2三维图设计

桑塔纳轿车离合器盖在CATIA中的三维设计图：

图3等轴测视图

图4正视图

图5背视图

图6俯视图

2.3二维图设计

在CATIA中由离合器盖三维零件生成二维工程图：

图7

在AutoCAD中离合器盖零件图：

图8

3.离合器盖设计

离合器盖一般都与飞轮固定在一起，通过它传递发动机的一部分转矩。

此外，它还是离合器压紧弹簧和分离杠杆的支承壳体。

因此，在设计中应主要考虑以下几方面。

3.1离合器的刚度

离合器分离杠杆支承在离合器盖上，如果盖的刚度不够，即当离合器分离时，可能会使盖产生较大的变形，这样就会降低离合器操纵机构的传动效率，严重时还可能造成离合器分离不彻底，引起摩擦片的早期磨损，还会造成变速器的换档困难。

因此为了减轻重量和增加刚度，该离合器盖采用厚度约为6㎜的低碳钢板（如08钢板）冲压成带加强筋和卷边的复杂形状。

3.2离合器的通风散热

为了加强离合器的冷却离合器盖必须开有许多通风窗口，通常在离合器压紧弹簧座处开有通风窗口。

3.3离合器的对中

离合器盖内装有分离杠杆、压盘、压紧弹簧等重要零件，因此它相对与飞轮必须有良好的对中，否则会破坏离合器的平衡，严重影响离合器的工作。

离合器盖的对中方式有两种，一种是用止口对中，另一种是用定位销或定位螺栓对中，本设计选用的是定位销或定位螺栓对中，因而离合器盖上开有3个定位作用的定位销空。

总结与体会

通过这次桑塔纳轿车膜片弹簧离合器盖的课程设计，使我的知识更加完善，思维更加缜密，能力进一步提高。

对之前的汽车构造、汽车理论、汽车设计等课程的知识进一步得到复习和巩固，并通过在设计过程中资料的查找，学到了更多的新的知识，新的学习方法，使自己的专业知识有了提升。

并且在这次课程设计中，使我更加扎实的掌握了普通轿车膜片弹簧离合器方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。

实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

过而能改，善莫大焉。

在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。

在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后逐一解决，在不断地学习和实践中提升自己的专业素养。

回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学了很多在书本上所没有学到过的知识，以至于这次设计收获颇丰。

致谢

经过一段时间的刻苦努力，我终于顺利完成本次课程设计。

在这里，首先感谢武小花老师对我的指导和帮助,其次感谢身边同学给予我坚持不懈的支持与帮助,在此表达我最深的谢意！

参考文献

1.王望予-汽车设计第4版-北京：

机械工业出版社2011

2.宋宝玉-简明机械设计手册–哈尔滨：

哈尔滨工业大学出版社2008.8

3.徐石安，江发潮-汽车离合器–北京：

清华大学出版社2005.8

4.王国权龚国庆-汽车设计课程设计指导书-北京：

机械工业出版社2009