文档介绍：摘要
离合器是汽车传动系中的重要部件,它的构造特性与发展和传动系紧密相关,本文针对哈弗H6 2017 自动两驱豪华型 210/2200-4500汽车的各项参数,设计拉式膜片弹簧离合器。离合器设计的内容主要包括压盘总成、从动盘、摩擦片和膜片弹簧三个部分。首先,对离合器各零件的参数、尺寸、材料、及结构进行设计计算,然后使用catia作图。本文还重点研究了膜片弹簧在分离过程中的受力,对受力过程进行数学分析,并对其进行校核,以提高膜片弹簧离合器的使用寿命,使膜片弹簧离合器在工作过程中处于最佳状态。
关键词:离合器;膜片弹簧;从动盘;压盘;摩擦片
离合器介绍
按动力传递顺序来说,离合器应是传动系中的第一个总成。顾名思义,离合器是“离”与“合”矛盾的统一体。离合器的工作,就是受驾驶员操纵,或者分离,或者接合,以完成其本身的任务。离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构,其功用是能够在必要时中断动力的传递,保证汽车平稳地起步;保证传动系换档时工作平稳;限制传动系所能承受的最大扭矩,防止传动系过载。为使离合器起到以上几个作用,目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器,摩擦离合器所能传递的最大扭矩取决于摩擦面间的工作压紧力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面状况等。即主要取决于离合器基本参数和主要尺寸。膜片弹簧离合器在技术上比较先进,经济性合理,同时其性能良好,使用可靠性高寿命长,结构简单、紧凑,操作轻便,在保证可靠地传递发动机最大扭矩的前提下,有以下优点:
(1)结合时平顺、柔和,使汽车起步时不震动、冲击;
(2)离合器分离彻底;
(3)从动部分惯量小,以减轻换档时齿轮副的冲击;
(4)散热性能好;
(5)高速回转时只有可靠强度;
(6)避免汽车传动系共振,具有吸收震动、冲击和减小噪声能力;
(7)操纵轻便;
(8)工作性能(最大摩擦力矩和后备系数保持稳定);
(9)使用寿命长。
图1-1
离合器可使发动机与传动系逐渐接合,保证汽车平稳起步。如前所述,现代车用活塞式发动机不能带负荷启动,它必须先在空负荷下启动,然后再逐渐加载。发动机启动后,得以稳定运转的最低转速约为300~500r/min,而汽车则只能由静止开始起步,一个运转着的发动机,要带一个静止的传动系,是不能突然刚性接合的。因为如果是突然的刚性连接,就必然造成不是汽车猛烈攒动,就是发动机熄火。所以离合器可使发动机与传动系逐渐地柔和地接合在一起,使发动机加给传动系的扭矩逐渐变大,至足以克服行驶阻力时,汽车便由静止开始缓慢地平稳起步了。
虽然利用变速器的空档,也可以实现发动机与传动系的分离。但变速器在空档位置时,变速器内的主动齿轮和发动机还是连接的,要转动发动机,就必须和变速器内的主动齿轮一起拖转,而变速器内的齿轮浸在黏度较大的齿轮油中,拖转它的阻力是很大的。尤其在寒冷季节,如没有离合器来分离发动机和传动系,发动机起动是很困难的。所以离合器的第二个功用,就是暂时分开发动机和传动系的联系,以便于发动机起动。
汽车行驶中变速器要经常变换档位,即变速器内的齿轮副要经常脱开啮合和进入啮合。如在脱档时,由于原来啮合的齿面压力的存在,可能使脱档困难,但如用离合器暂时分离传动系,即能便利脱档。同时在挂档时,依靠驾驶员掌握,使待啮合的齿轮副圆周速度达到同步是较为困难的,待啮合齿轮副圆周速度的差异将会造成挂档冲击甚至挂不上档,此时又需要离合器暂时分开传动系,以便使与离合器主动齿轮联结的质量减小,这样即可以减少挂挡冲击以便利换档。
离合器所能传递的最大扭矩是有一定限制的,在汽车紧急制动时,传动系受到很大的惯性负荷,此时由于离合器自动打滑,可避免传动系零件超载损坏,起保护作用。
如图1-2所示,摩擦离合器一般是有主动部分、从动部分组成、压紧机构和操纵机构四部分组成。
图1-2 离合器的基本组成和工作原理示意图
1-曲轴;2-从动轴;3-从动盘;4-飞轮;5-压盘;6-离合器盖;7-分离杠杆;8-弹簧;9-分离轴承;
10、15-回位弹簧;11-分离叉;12-踏板;13-拉杆;14-拉杆调节叉;16-压紧弹簧;17-从动盘摩擦片;18-轴承
离合器在接合状态时,发动机扭矩自曲轴传出,通过飞轮4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9,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6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