新型膜片式离合器结构设计及三维仿真

毕业设计（论文）题目：新型膜片式离合器结构设计及三维仿真学生姓名：XXXXX学号：XXXXXX所在学院：机械与电子工程学院专业班级：XXXXX届别：XXXX指导教师：XXXXX皖西学院本科毕业设计（论文）创作诚信承诺书1.本人郑重承诺：所提交的毕业设计（论文），题目《基于电子商务下的汽车营销策略探讨》是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容；2.毕业设计（论文）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已标注说明来源；3. 毕业设计（论文）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况；4.本人已被告知并清楚：学校对毕业设计（论文）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业设计（论文）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果；5.若在省教育厅、学校组织的毕业设计（论文）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学校按有关规定给予的处理，并承担相应责任。

学生（签名）：日期：年月日目录第1章绪论 (3)1.1研究目的 (4)1.2研究背景 (4)1.3 研究状 (4)1.4系统描述与设计要求 (6)离合器结构方案分析 (9)2.1 从动盘数 (9)2.2 膜片弹簧离合器（图2.1） (10)2.3操纵机构的选择 (11)2.4离合器的通风散热 (11)2.5压盘的驱动方式 (12)2.6分离轴承的类型的选择 (12)离合器主要参数的选择 (13)3.1 摩擦片外径及其它尺寸的确定 (13)确定 (14)3.2离合器后备系数的3.3单位压力P的确定 (15)3.4摩擦片的Pro/E绘图过程 (16)离合器主要部件的设计与计算 (18)4.1膜片弹簧的设计 (18)4.2压盘的设计 (25)4.3离合器盖的设计 (27)4.4传动片的设计 (28)第5章扭转减振器设计 (30)5.1扭转减振器的功能 (30)5.2 扭转减振器的结构类型的选择 (30)5.3扭转减振器的参数确定 (31)5.4减振弹簧的尺寸确定 (33)5.5扭转减振器的Pro/E绘图过 (34)第6章离合器的操纵机构35第1章绪论1.1研究目的膜片弹簧离合器是现在应用最广的汽车离合器,但从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片离合器结构正在逐渐的向拉式膜片弹簧离合器结构发展。

本文立足国内，以最常用的轿车膜片弹簧离合器设计设计为例，希望能起到抛砖引玉的作用，使我国离合器的自主开发能力及产品设计水平进一步提高。

对现有的推式和拉式膜片弹簧离合器进行分析研究，并对部分结构进行改进，使设计的离合器力求突出两个特点，具有较高的性能和较低的成本。

所以就选择进行拉式膜片弹簧离合器结构设计。

1.2研究背景伴随着汽车发动机转速、功率不断提高和汽车电子技术的持续高速发展，人们对离合器的性能要求也越来越高。

离合器是汽车传动系中与发动机直接相连接的总成，它主要就是用来切断和实现对传动系统的动力传递，以保证汽车在起步时使发动机和传动系平顺地接合，从而确保汽车平稳起步；换挡时使发动机与传动系分离，并减少变速器换挡齿轮之间的冲击；在工作中乘受到大的动载荷时，能很好的限制传动系所承受的最大转矩，从而防止传动系各零件会因过载而损坏；能有效地降低传动系中的振动和噪声。

从离合器工作性能的角度来看，传统的推式膜片弹簧离合器逐步地向拉式膜片弹簧离合器发展，传统的操纵形式向自动操纵的形式发展。

所以提高离合器性能的可靠性和延长它的使用寿命，增加离合器传递转矩并适应发动机的高转速的能力和简化操纵，已经成为离合器的发展趋势。

1.3 研究现状2000年以前，我国基本上是摩擦式离合器一枝独秀，2000年以后，随着汽车逐渐向舒适性和环保节能的要求转变，加上国外先进传动技术的相继研发和引进，我国摩擦式离合器作为传动部件的垄断地位逐渐被打破。

目前，我国离合器技术发展也由传统摩擦弹簧离合器向多种传动技术方式的发展。

螺旋弹簧离合器基本上即将退出市场，膜片弹簧已经成为我国目前离合器的主流技术。

膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型载货汽车上广泛采用的一种离合器。

因其作为压簧，可以同时兼起分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，质量减少，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。

其次，由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀。

另外由于膜片弹簧具有非线性弹性特性，故能在从动盘摩擦片磨损后，弹簧仍能可靠的传递发动机的转矩，而不致产生滑离。

离合器分离时，使离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。

此外，因膜片弹簧是一种对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很少，而周布置弹簧离合器在高速时，因受离心力作用会产生横向挠曲，弹簧严重鼓出，从而降低了对压盘的压紧力，从而引起离合器传递转矩能力下降。

由于膜片弹簧离合器具有上述一系列优点，并且制造膜片弹簧离合器的工艺水平在不断提高，因此这种离合器在轿车及微型、轻型客车上得到广泛运用，而且正大力扩展到载货汽车和重型汽车上。

所以由此可以看出，对于膜片弹簧离合器的设计研究在改善汽车离合器各方面的性能具有十分重要的意义。

在生产的现状上，为了满足国内汽车配套的需要，上世纪几个厂家先后从国外引进了膜片弹簧设计与制造技术。

但由于技术与资金的有限，以及缺乏长期高额投资的能力，与国外先进产家相比仍有相当大的差距。

在产品质量上，由于我国基础工业相对比较弱，原材料不能满足技术要求，同时又因为各厂家生产纲领小，高效、高精度设备采用较少也严重影响产品质量。

在生产规模上，由于受汽车市场，制造工艺和装备的制约，我国的生产规模与国外先进厂家相差甚远。

在技术水平上，因为引进产品品种比较窄，产品技术比较落后，并同时在技术消化、技术积蓄、技术发展等方面未作大的投入，缺乏独立自主开发能力，所以不能形成系列化产品。

在生产管理上，由于国内离合器厂家大多数起点比较低，常出现生产与销售市场脱节，生产线上紊乱无序等现象。

通过以上几个方面分析，可以发现我国汽车离合器行业危机四伏，在国际竞争中处于劣势。

1.4系统描述与设计要求离合器是传动系统中直接与发动机相连接的装置，它的作用是平稳接合、切断发动机和传动系之间的动力传递，包括主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构五部分组成。

见图1.1。

图1.1 离合器总成1-轴承 2-飞轮 3-从动盘 4-压盘 5-离合器盖螺栓6-离合器盖 7-膜片弹簧 8-分离轴承 9-轴离合器在接合状态时，发动机扭矩自曲轴传出，通过飞轮2和压盘借摩擦作用传给从动盘3，在通过从动轴传给变速器。

当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆，分离叉、分离套筒和分离轴承8，将分离杠杆的内端推向右方，由于分离杠杆的中间是以离合器盖5上的支柱为支点，而外端与压盘连接，所以能克服压紧弹簧的力量拉动压盘向左，这样，从动盘3两面的压力消失，因而摩擦力消失，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处于分离状态。

当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。

此时压紧弹簧就推动压盘向右，仍将从动盘3压紧在飞轮上2，这样发动机的扭矩又传入变速器。

所以为了确保离合器具有良好的性能，这种离合器设计使得以下基本要求:（1）在任何行驶条件下，都可靠地传递出发动机的最大转矩。

（2）联合时平顺保证车启动无震动和冲击。

（3）迅速和彻底分离。

（4）驱动部分的转动惯量小，减轻换挡时打击。

（5）好的吸附能力和通风效果，保证离合器的使用寿命。

（6）避免传动系统扭转共振，具有吸收振动和减轻影响的能力。

（7）操纵轻便和准确。

（8）压力对压盘和摩擦磨擦系数的材料尽可能小，确保性能稳定的转变过程中。

（9）应具有足够的强度和更好的平衡。

（10）应该是结构简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等。

1.5论文设计内容和 Pro/E软件运用根据汽车总体设计要求对离合器进行匹配设计，设计离合器所需该轿车相关数据如表1.1。

所以本次毕业设计可以从以下几个步骤进行设计工作：1.离合器的结构方案分析2.摩擦式离合器参数的选择及计算。

3.离合器零件的设计计算4.扭转减振器设计5.离合器操纵机构设计6.运用Pro/Engineer绘制离合器装配图表1.1 东风标致-标致508整车参数项目参数汽车的驱动形式4×2最高车速maxaV=200 km/h发动机最大功率及转速maxep=108 KWpn=6000 r/min发动机最大转矩及转速maxeT=200 N·mTn=4000 r/min长*宽*高(mm) 4826*1855*1465 前轮胎规格215/60 R16后轮胎规格215/60215/60 R16R16燃料形式汽油整备质量m=1541KgPro/Engineer 软件是一个美国的一体化的三维软件，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

Pro/设计可以加速复杂和庞大的顺序的组件的设计，这些工具可以轻松地生成的程序集的层次结构，其职能是：1． 3D装配图的连接层次等级设计；2．整体与局部的尺寸、比例和基准的确定；3．情况研究-参数化详细草图绘制；4．组装：允许使用3D图块表示零组件的定位和组装零件位置；5．自动组装。

离合器结构方案分析2.1 从动盘数表2.1片数特点传递转矩能力接和平顺从动部分转动惯量分离彻底散热能力轴向尺寸结构踏板力应用单片小较差小好好小简单大轿车、微、轻型货车双片大较好大较差较差大复杂小中、重型货车选择单片摩擦离合器。

表 2.1 显示了单片摩擦离合器和它的结构是相对简单，调整也是更方便，完全分离，轴向体积小、更好的散热。

这种离合器是一辆轿车设计对象，所以，都可以选择的单片摩擦离合器是更合适。

2.2 膜片弹簧离合器（图2.1）膜片弹簧需要尺寸精度高和材料和制造工艺更复杂。

但近年来，膜片弹簧离合器是在轿车得到了广泛应用，也广泛应用于轻、中型和重型货车和巴士.图2.1 膜片弹簧离合器结构图膜片弹簧由支承形式的不同可分成拉式与推式两种，如图2.2,2.3。

拉式膜片弹簧离合器较推式离合器有更多优点，表 2.3 所示。

图2.2 图2.3表2.3特点形式拉式推式备注结构简单复杂拉式无中间支持件及支持环数少质量少大零件少多压紧力大小传递转矩大小离合器盖变形小大分离效率高杠杆比大小操纵轻便略沉重所以综上所述本设计采用拉式膜片弹簧。

2.3操纵机构的选择液力操纵机构具有摩擦阻力小，转动效率高，质量小，布置方便，便于采用吊挂踏板，驾驶室容易密封，发动机的振动和车架或驾驶室的变形不会影响其正常工作，离合器接合柔和等优点。

综上所述，本次设计选用液压式操纵机构2.4离合器的通风散热实验表明，离合器的磨损是随温度的升高而增大的，当压盘工作表面温度超过一定温度时，摩擦片磨损急剧增加。