膜片彈簧離合器設(shè)計【車型-馬自達3】【含5張CAD圖紙+文檔全套】

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對于畢業(yè)實習來說，其中一個主要目的就是通過實習所學的內(nèi)容來完善我們的畢業(yè)設(shè)計，當然我們在實習過程中還會收集相關(guān)資料、了解相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計制造的基本技術(shù)和發(fā)展現(xiàn)狀，從而制定畢業(yè)設(shè)計設(shè)計思路與方法，了解相關(guān)的工藝以及工序，這也是我們在畢業(yè)設(shè)計中要符合實際的現(xiàn)成參考文件。認真完成好這次實習，為完成好畢業(yè)設(shè)計做好充分的準備，也為不久以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。 畢業(yè)實習只有短短的幾天，但無論是對我的畢業(yè)設(shè)計還是今后的工作，都帶來了很大的幫助。 一、離合器概述 所謂離合器，顧名思義就是說利用“離”與“合”來傳遞適量的動力。對于手動擋的車型而言，離合器是汽車動力系統(tǒng)的重要部件，它擔負著將動力與發(fā)動機之間進行切斷與連接的工作。在城市道路或者復(fù)雜路段駕駛時，離合器成了我們最頻繁使用的部件之一，而離合器運用的好壞，直接體現(xiàn)了駕駛水平的高低，也體現(xiàn)了對于車輛保護的好壞。正確使用離合器，掌握離合器的原理以在特殊情況下利用離合器來解決問題，是每個駕駛手動擋車型的車友應(yīng)該掌握的。 二、離合器工作原理 離合器由摩擦片，彈簧片，壓盤以及動力輸出軸組成，布置在發(fā)動機與變速箱之間，用來將發(fā)動機飛輪上儲存的力矩傳遞給變速箱，保證車輛在不同的行駛狀況下傳遞給驅(qū)動輪適量的驅(qū)動力和扭矩，屬于動力總成的范疇。 離合器分為三個工作狀態(tài)，即不踩下離合器的全連動，部分踩下離合器的半連動（在半聯(lián)動的時候，離合器的動力輸入端與動力輸出端允許有轉(zhuǎn)速差，也就是通過其轉(zhuǎn)速差來實現(xiàn)傳遞適量的動力），以及踩下離合器的不連動。 當車輛在正常行駛時，壓盤是緊緊擠靠在飛輪的摩擦片上的，此時壓盤與摩擦片之間的摩擦力最大，輸入軸和輸出軸之間保持相對靜摩擦，二者轉(zhuǎn)速相同。 當車輛起步時，司機踩下離合器，離合器踏板的運動拉動壓盤向后靠，也就是壓盤與摩擦片分離，此時壓盤與飛輪完全不接觸，也就不存在相對摩擦。 最后一種，也就是離合器的半連動狀態(tài)。此時，壓盤與摩擦片的摩擦力小于全連動狀態(tài)。離合器壓盤與飛輪上的摩擦片之間是滑動摩擦狀態(tài)。飛輪的轉(zhuǎn)速大于輸出軸的轉(zhuǎn)速，從飛輪傳輸出來的動力部分傳遞給變速箱。此時發(fā)動機與驅(qū)動輪之間相當于一種軟連接狀態(tài)。 三、離合器的應(yīng)用 一般來說，離合器是在車輛起步和換擋的時候發(fā)揮作用，此時變速箱的一軸和二軸之間存在轉(zhuǎn)速差，必須將發(fā)動機的動力與一軸切開以后，同步器才能很好的將一軸的轉(zhuǎn)速保持與二軸同步，擋位掛進以后，再通過離合器將一軸與發(fā)動機動力結(jié)合，使動力繼續(xù)得以傳輸。 1.保證汽車平穩(wěn)起步 　　起步前汽車處于靜止狀態(tài)，與變速箱是剛性連如果發(fā)動機接的，一旦掛上檔，汽車將由于突然接上動力突然前沖，不但會造成機件的損傷，而且驅(qū)動力也不足以克服汽車前沖產(chǎn)生的巨大慣性力，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速急劇下降而熄火。如果在起步時利用離合器暫時將發(fā)動機和變速箱分離，然后離合器逐漸接合，由于離合器的主動部分與從動部分之間存在著滑磨的現(xiàn)象，可以使離合器傳出的扭矩由零逐漸增大，而汽車的驅(qū)動力也逐漸增大，從而讓汽車平穩(wěn)地起步。 2.便于換檔 　　汽車行駛過程中，經(jīng)常換用不同的變速箱檔位，以適應(yīng)不斷變化的行駛條件。如果沒有離合器將發(fā)動機與變速箱暫時分離，那么變速箱中嚙合的傳力齒輪會因載荷沒有卸除，其嚙合齒面間的壓力很大而難于分開。另一對待嚙合齒輪會因二者圓周速度不等而難于嚙合。即使強行進入嚙合也會產(chǎn)生很大的齒端沖擊，容易損壞機件。利用離合器使發(fā)動機和變速箱暫時分離后進行換檔，則原來嚙合的一對齒輪因載荷卸除，嚙合面間的壓力大大減小，就容易分開。而待嚙合的另一對齒輪，由于主動齒輪與發(fā)動機分開后轉(zhuǎn)動慣量很小，采用合適的換檔動作就能使待嚙合的齒輪圓周速度相等或接近相等，從而避免或減輕齒輪間的沖擊。 3.防止傳動系過載 　　汽車緊急制動時，車輪突然急劇降速，而與發(fā)動機相連的傳動系由于旋轉(zhuǎn)的慣性，仍保持原有轉(zhuǎn)速，這往往會在傳動系統(tǒng)中產(chǎn)生遠大于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的慣性矩，使傳動系的零件容易損壞。由于離合器是靠摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩的，所以當傳動系內(nèi)載荷超過摩擦力所能傳遞的轉(zhuǎn)矩時，離合器的主、從動部分就會自動打滑，因而起到了防止傳動系過載的作用。 4.降低扭振沖擊 　　汽車發(fā)動機的工作原理決定了其輸出扭矩的不平穩(wěn)。在做功沖程，燃燒室氣體爆炸產(chǎn)生極大沖擊扭矩，而在其他沖程，卻是靠慣性反拖發(fā)動機。雖然發(fā)動機本身轉(zhuǎn)動系具有的慣性可降低扭振，但剩余的沖擊力仍然對后續(xù)的變速箱、傳動軸產(chǎn)生不利影響。而離合器中的減振彈簧（切向分布），可顯著降低發(fā)動機帶來的扭振沖擊，延長變速齒輪壽命。 汽車離合器的工作原理 離合器的主動部分和從動部分借接觸面間的摩擦作用，或是用液體作為傳動介質(zhì)(液力偶合器)，或是用磁力傳動(電磁離合器)來傳遞轉(zhuǎn)矩，使兩者之間可以暫時分離，又可逐漸接合，在傳動過程中又允許兩部分相互轉(zhuǎn)動。 目前在汽車上廣泛采用的是用彈簧壓緊的摩擦離合器(簡稱為摩擦離合器)。 發(fā)動機發(fā)出的轉(zhuǎn)矩，通過飛輪及壓盤與從動盤接觸面的摩擦作用，傳給從動盤。當駕駛員踩下離合器踏板時，通過機件的傳遞，使膜片彈簧大端帶動壓盤后移，此時從動部分與主動部分分離。 四、離合器應(yīng)滿足的基本要求 摩擦離合器應(yīng)能滿足以下基本要求： (1)保證能傳遞發(fā)動機發(fā)出的最大轉(zhuǎn)矩，并且還有一定的傳遞轉(zhuǎn)矩余力。 (2)能作到分離時，徹底分離，接合時柔和，并具有良好的散熱能力。 　　 (3)從動部分的轉(zhuǎn)動慣量盡量小一些。這樣，在分離離合器換檔時，與變速器輸入軸相連部分的轉(zhuǎn)速就比較容易變化，從而減輕齒輪間沖擊。 　　 (4)具有緩和轉(zhuǎn)動方向沖擊，衰減該方向振動的能力，且噪音小。 　　 (5)壓盤壓力和摩擦片的摩擦系數(shù)變化小，工作穩(wěn)定。 (6)操縱省力，維修保養(yǎng)方便。 在離合器中，還有一個不可或缺的緩沖裝置，它由兩個類似于飛輪的圓盤對在一起，在圓盤上打有矩形凹槽，在凹槽內(nèi)布置彈簧，在遇到激烈的沖擊時，兩個圓盤之間的彈簧相互發(fā)生彈性作用，緩沖外界刺激。有效的保護了發(fā)動機和離合器。在離合器的各個配件中，壓盤彈簧的強度，摩擦片的摩擦系數(shù)，離合器直徑，摩擦片位置以及離合器數(shù)目就是決定離合器性能的關(guān)鍵因素，彈簧的剛度越大，摩擦片的摩擦系數(shù)越高，離合器的直徑越大，離合器性能也就越好。 五、汽車離合器的分類 汽車離合器 汽車離合器位于發(fā)動機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)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動機與變速箱暫時分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動機向變速器輸入的動力。汽車離合器簡介汽車離合器的功用1.保證汽車平穩(wěn)起步 2.便于換檔 3.防止傳動系過載 4.降低扭振沖擊 汽車離合器的工作原理 汽車離合器的分類液力耦合器 電磁離合器 自動離合器 離合器異常問題 汽車離合器的分類 　　離合器分類 國家標準GBT10043-2003 　　汽車離合器有摩擦式離合器、液力變矩器(液力耦合器)、電磁離合器等幾種。摩擦式離合器又分為濕式和干式兩種。 液力耦合器 　　靠工作液（油液）傳遞轉(zhuǎn)矩，外殼與泵輪連為一體，是主動件；渦輪與泵輪相對，是從動件。當泵輪轉(zhuǎn)速較低時，渦輪不能被帶動，主動件與從動件之間處于分離狀態(tài)；隨著泵輪轉(zhuǎn)速的提高，渦輪被帶動，主動件與從動件之間處于接合狀態(tài)。 電磁離合器 靠線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離。如在主動與從動件之間放置磁粉，則可以加強兩者之間的接合力，這樣的離合器稱為磁粉式電磁離合器。 　　 目前，與手動變速器相配合的絕大多數(shù)離合器為干式摩擦式離合器，按其從動盤的數(shù)目，又分為單盤式、雙盤式和多盤式等幾種。 濕式摩擦式離合器一般為多盤式的，浸在油中以便于散熱。采用若干個螺旋彈簧作為壓緊彈簧，并將這些彈簧沿壓盤圓周分布的離合器稱為周布彈簧離合器。采用膜片彈簧作為壓緊彈簧的離合器稱為膜片彈簧離合器。 自動離合器 隨著電子技術(shù)在汽車上應(yīng)用，一種自動離合器系統(tǒng)也進入了汽車領(lǐng)域。這種由控制單元（ECU）控制的離合器已經(jīng)應(yīng)用在一些轎車上，使手動變速器換檔的一個重要步驟—離合器的斷開與接合能夠自動地適時完成，簡化了駕駛員的操縱動作。 傳統(tǒng)離合器分有拉線和液壓式兩種，自動離合器也分為兩種：機械電機式自動離合器和液壓式自動離合器。 機械電機式自動離合器的ECU匯集油門踏板、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器等信號，經(jīng)處理后發(fā)送指令驅(qū)動伺服馬達，通過拉桿等機械形式驅(qū)使離合器動作； 液壓式自動離合器則是由ECU發(fā)送信號驅(qū)動電動液壓系統(tǒng)，通過液壓操縱離合器動作。 　　 液壓式自動離合器在目前通用的膜片離合器的基礎(chǔ)上增加了電子控制單元（ECU）和液壓執(zhí)行系統(tǒng)，將踏板操縱離合器油缸活塞改為由開關(guān)裝置控制電動油泵去操縱離合器油缸活塞。變速器控制單元（ECU）與發(fā)動機控制單元（ECU）是集成在一起的，根據(jù)油門踏板、變速器檔位、變速器輸入/輸出軸轉(zhuǎn)速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度等傳感器反饋信息，計算出離合器最佳的接合時間與速度。 　　自動離合器的執(zhí)行機構(gòu)由電動油泵、電磁閥和離合器油缸組成，當ECU發(fā)出指令驅(qū)動電動油泵，電動油泵產(chǎn)生的高壓油液通過電磁閥輸送到離合器油缸。通過ECU控制電磁閥的電流量來控制油液流量和油液的通道變換，實現(xiàn)離合器油缸活塞的移動，從而完成汽車起動、換檔時的離合器動作。 　　ECU具有自動離合器裝置的汽車與自動變速器（AT）和無級變速器（CVT）汽車相比，它在運行經(jīng)濟性方面有優(yōu)勢，因為它的變速器還是手動變速器，因此耗油比較低，制造成本也低于AT和CVT。當然，汽車操縱的便利性也會遜色于AT和CVT，畢竟它是裝配手動變速器，仍然要手動換檔。 六、離合器異常問題 注意離合器是否打滑，造成此類現(xiàn)象的原因有幾種，其主要原因是離合器踏板自由行程太小、分離軸承經(jīng)常壓在膜片彈簧上，使壓盤總是處于半分離狀態(tài)?；蛘呤请x合器壓盤彈簧過軟或有折斷，離合器與飛輪連接的螺絲松動等。 　　在發(fā)動機怠速狀態(tài)下，踩下離合器踏板幾乎觸底時，才能切斷離合器。踩下離合器踏板，感到掛擋困難或變速器齒輪出現(xiàn)刺耳的撞擊聲，或掛擋后不抬離合器踏板，車輛開始行駛，這都表明該車的離合器分離不徹底。 　　踩下離合器踏板到3/4時，離合器就應(yīng)該穩(wěn)固接合，否則檢查其行程是否合適，可用直尺在踏板處測量，先測出踏板最高位置高度，再測出踩下踏板到感到有阻力時的高度，兩個數(shù)值的差就是該車離合器行程數(shù)值。 如果在使用離合器過程中出現(xiàn)異響也是不正常的。其故障原因是分離軸承磨損嚴重、軸承回位彈簧過軟或折斷、膜片彈簧支架有故障等。 七、離合器的部件 每一個離合器都是由以下的部分組成的： （1） 主動部分：飛輪、壓盤、離合器蓋等； 離合器壓盤 （2） 從動部分：從動盤、從動軸（即變速器第一軸）； （3）壓緊部分：壓緊彈簧； （4）操縱機構(gòu)：分離杠桿、分離杠桿支承柱、擺動銷、分離套筒、分離軸承、離合器踏板等。 八、摩擦式離合器基本結(jié)構(gòu)原理 在分析離合器工作過程之前，首先掌握以下常用名詞： 自由間隙：離合器接合時，分離軸承前端面與分離杠桿端頭之間的間隙。 分離間隙：離合器分離后，從動盤前后端面與飛輪及壓盤表面間的間隙。 離合器踏板自由行程：從踩下離合器踏板到消除自由間隙所對應(yīng)的踏板行程是自由行程。 離合器踏板工作行程：消除自由間隙后，繼續(xù)踩下離合器踏板，將會產(chǎn)生分離間隙，此過程所對應(yīng)的踏板行程是工作行程。 離合器的工作過程可以分為分離過程和接合過程 　　在分離過程中，踩下離合器踏板，在自由行程內(nèi)首先消除離合器的自由間隙，然后在工作行程內(nèi)產(chǎn)生分離間隙，離合器分離。 　　在接合過程中，逐漸松開離合器踏板，壓盤在壓緊彈簧的作用下向前移動，首先消除分離間隙，并在壓盤、從動盤和飛輪工作表面上作用足夠的壓緊力；之后分離軸承在復(fù)位彈簧的作用下向后移動，產(chǎn)生自由間隙，離合器接合。 離合器的調(diào)整： 　　離合器在使用過程中，從動盤會因磨損而變薄，使自由間隙變小，最終會影響離合器的正常接合，所以離合器使用過一段時間后需要調(diào)整。離合器調(diào)整的目的是保證合適的自由間隙，離合器調(diào)整的部位和方法依具體車型而定。 壓盤是離合器的主動部件，始終隨飛輪旋轉(zhuǎn)，通常可以通過凸臺、鍵或銷傳動，使其與飛輪一同旋轉(zhuǎn)，同時壓盤又可以相對飛輪向后移動，使離合器分離。從動盤主要由從動盤本體、摩擦片和從動盤轂組成。 在離合器從分離到接合的過程中，摩擦片與飛輪和壓盤之間要發(fā)生摩擦，產(chǎn)生大量熱量。這些熱量需要及時散出，以避免摩擦片因溫度過高而損壞，所以在離合器蓋上都設(shè)有窗口，有的還制有導(dǎo)風片，以加強其內(nèi)部的通風散熱。 摩擦離合器的最常見的壓緊結(jié)構(gòu)就是螺旋彈簧和膜片彈簧，膜片彈簧離合器有推式和拉式兩種結(jié)構(gòu)形式。而螺旋彈簧離合器根據(jù)彈簧壓在壓盤上的方式分為周布彈簧和中央彈簧式。 離合器的操縱機構(gòu)分為機械式操縱機構(gòu)，液壓式操縱機構(gòu)，為了減少所需的離合器踏板力，又不致因傳動裝置的傳動比過大而加大踏板行程，在一些中重型貨車和某些轎車上采用了離合器踏板的助力裝置。另外還有一種氣壓助力式離合器操縱機構(gòu)利用發(fā)動機帶動空氣壓縮機作為主要的操縱能源，駕駛員的肌體作為輔助的或后備的操縱能源，多與汽車的氣壓制動系統(tǒng)或其他氣動設(shè)備共用一套壓縮空氣源。 　　膜片彈簧離合器是用膜片彈簧代替了一般螺旋彈簧以及分離桿機構(gòu)而做成的離合器，因為它布置在中央，所以也可算中央彈簧離合器。 特點 優(yōu)點 1、膜片彈簧離合器所需作用力比螺旋彈簧離合器的作用力小的多，膜片彈簧離合器操作輕便。 　 2、膜片彈簧離合器本身兼壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大大簡化并顯著地縮短了離合器的軸間尺寸；再者，膜片彈簧具有良好的非線性特性，設(shè)計合適可使摩擦片磨損到極限，壓緊力仍能維持很少改變，且減輕分離離合器時的踏板力，使操縱輕便。 　 3、由于膜片彈簧與壓盤的整個圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻； 　　4、膜片彈簧是一種旋轉(zhuǎn)對稱零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很小，而周置的螺旋彈簧在高速下因受離心力作用會產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴重鼓出，從而降低對壓盤的壓緊力； 　　5、易于實現(xiàn)良好的通風散熱。 缺點 膜片彈簧離合器缺點 在一般的壓式膜片彈簧離合器中，在支承環(huán)磨損時，在膜片彈簧與支承環(huán)之間形成的間隙導(dǎo)致離合器踏板自由行程增大，但在拉式膜片彈簧離合器中能消除上述缺點。 九、公司簡介 平高集團機械動力公司，位于河南省平頂山市南環(huán)路２２號，是一家中型綜合機械制造公司。公司主營各種機械動力設(shè)備及其配屬機構(gòu)，實力雄厚，員工眾多。 公司主要為平高集團總公司供應(yīng)各式機械動力機構(gòu)，包括離合器，提升機構(gòu)，傳動系統(tǒng)等。 平高集團有限責任公司成立于1970年,通過30多年的發(fā)展已經(jīng)成為我國高壓、超高壓及特高壓開關(guān)重大裝備研發(fā)制造基地，是首家通過中科院、科技部“雙高”認證的高壓開關(guān)行業(yè)高新技術(shù)企業(yè)。 公司占地面積76萬平方米，總資產(chǎn)66億，擁有國家級技術(shù)中心及河南省高壓電器研究所等研究開發(fā)機構(gòu)， 2007年實現(xiàn)銷售收入37億元,利稅總額5億，出口創(chuàng)匯突破4200萬美元。公司擁有550 kV、800 kV、1100 kV高電壓等級GIS和GCB開關(guān)設(shè)備研發(fā)制造核心技術(shù)及自有知識產(chǎn)權(quán)，代表我國民族高壓開關(guān)制造水平，尤其是1100 kV級特高壓開關(guān)設(shè)備代表著世界高壓開關(guān)制造水平；曾多次承擔國家高壓開關(guān)重大裝備攻關(guān)項目，為我國電力建設(shè)提供了大量的開關(guān)裝備，為國民經(jīng)濟建設(shè)和國家經(jīng)濟安全做出了貢獻，在國內(nèi)外具有很高的知名度和美譽度，其品牌、規(guī)模、實力和可持續(xù)發(fā)展能力居國內(nèi)同行業(yè)前列。 公司現(xiàn)擁有二十多家分（子）公司，其中平高電氣2001年在滬上市（證券代碼為600312），擁有河南平高東芝高壓開關(guān)有限公司和平高安川開關(guān)電器有限公司2家中外合資公司，10個專業(yè)配套制造廠；擁有強大的營銷網(wǎng)絡(luò)，擁有數(shù)十家駐外營銷分支機構(gòu)及一支300多人的營銷隊伍，分布于國內(nèi)各省市（臺灣省除外）及國際目標市場。 十、心得體會 畢業(yè)實習的意義在于參與實際生產(chǎn)，在實際生產(chǎn)中了解所研究課題的實際狀況和各方面要點及問題，并鞏固自己所學的知識，為以后的設(shè)計活動鋪路架橋。 離合器是汽車的關(guān)鍵部件，其效用和可靠性直接影響整車行駛質(zhì)量和安全性。因此在離合器的設(shè)計和檢驗中務(wù)必謹慎細心，不能有差錯。實際生產(chǎn)中也要時刻注意檢查檢驗，避免疏漏。 通過本次實習，我較為系統(tǒng)的了解了離合器的結(jié)構(gòu)及其運作方式，對各式離合器的特點也有了一定的認知，對我完成畢業(yè)設(shè)計以及今后踏入工作崗位有很大幫助。