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本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述
設(shè)計(jì) (論文)題目
基于三維軟件（SolidWorks）
的離合器三維建模設(shè)計(jì)
作者所在系別
機(jī)電工程學(xué)院
作者所在專業(yè)
車輛工程
作者所在班級(jí)
B13142
作 者 姓 名
李碩
作 者 學(xué) 號(hào)
201322317
指導(dǎo)教師姓名
李碩
指導(dǎo)教師職稱
副教授
完 成 時(shí) 間
2017
年
3
月
北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制
說(shuō) 明
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述
離合器設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
摘要：離合器是汽車傳動(dòng)系中的重要部件，主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車平穩(wěn)起步，保證傳動(dòng)系統(tǒng)換擋時(shí)工作平順以及限制傳動(dòng)系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載，有效地降低傳動(dòng)系統(tǒng)中的振動(dòng)和噪聲。膜片彈簧離合器是近年來(lái)在轎車和輕型車上廣泛采用的一種離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大而且較穩(wěn)定，操作輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對(duì)于它的研究已經(jīng)變得越來(lái)越重要。
關(guān)鍵字：離合器；膜片彈簧
Abstract: the clutch is an important component in automobile transmission system, the main function is to cut off and the engine power transmission on the transmission system, ensure the car a smooth start, ensure the maximum torque transmission shift smooth and limits the transmission system to withstand, prevent transmission overload, effectively reduce the vibration and noise of the transmission system. Diaphragm spring clutch is a clutch widely used in cars and light vehicles in recent years, the torque capacity of large and relatively stable, easy to operate, good balance, can be mass production, the more important the research on it has become more and more.
Key words: clutch; diaphragm spring
一、離合器設(shè)計(jì)的研究意義
隨著汽車運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷提高改進(jìn)，一適應(yīng)新的使用條件。隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速功率的不斷提高和汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)離合器的要求越來(lái)越高，離合器的使用條件也越來(lái)越苛刻。從提高離合器性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)推式膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式正向自動(dòng)操縱形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速，增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡(jiǎn)化操作，已成為離合器目前發(fā)展趨勢(shì)。
二、離合器的發(fā)展史
在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它的原型設(shè)計(jì)曾裝在 1889 年德國(guó)戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼質(zhì)車輪的小汽車上。它是將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動(dòng)件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到 20 世界 20 年代中葉，對(duì)當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)，錐形離合器的制造比較容易，摩擦面容易修復(fù)。它的摩擦材料曾用過(guò)駝毛帶、皮革帶等。那時(shí)也曾出現(xiàn)過(guò)蹄-鼓式離合器來(lái)替代錐形離合器。該結(jié)構(gòu)采用內(nèi)蹄-鼓式。這種結(jié)構(gòu)型式有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。蹄-鼓式離合器用的摩擦元件為木塊、皮革帶等，蹄-鼓式離合器的重量較錐形離合器輕。無(wú)論錐形離合器或蹄-鼓式式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動(dòng)件根本無(wú)法分離的自鎖現(xiàn)象（當(dāng)時(shí)所提供的材料符合體的摩擦系數(shù)變化很大，容易引起自鎖）。
現(xiàn)今所用的盤式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到 1925 年以后才出現(xiàn)的。
多片離合器最主要的優(yōu)點(diǎn)是，在汽車起步時(shí)離合器的接合比較平順，無(wú)沖擊。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對(duì)布置設(shè)計(jì)，一個(gè)鋼盤片對(duì)著一青銅盤片。采用純粹的金屬對(duì)金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達(dá)到更為滿意的性能。
在 1920 年出現(xiàn)了單片干式離合器，這和發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關(guān)。但在那時(shí)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，由于技術(shù)設(shè)計(jì)上的缺陷，造成了單片離合器在接合時(shí)不夠平順等問(wèn)題。第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動(dòng)盤金屬片上是沒(méi)有摩擦面片的，摩擦面片是帖附在主動(dòng)件飛輪和壓盤上，彈簧布置在中央，通過(guò)杠桿放大后作用在壓盤上。后來(lái)改用多個(gè)直徑較小的彈簧（一般至少 6 個(gè)），沿著圓周布置直接壓在壓盤上，成為現(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設(shè)計(jì)上帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的好處，使壓盤上彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小軸向尺寸。
多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器，因?yàn)樗哂袕膭?dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到接合平順，因此現(xiàn)在廣泛用于大、中、小各類車型中。
如今單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。采用具有軸向性的從動(dòng)盤，提高了離合器的接合平順性。離合器從動(dòng)盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動(dòng)系噪聲和動(dòng)載荷。
隨著人們對(duì)汽車舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎(chǔ)上得到不斷改進(jìn)，乘用車上越來(lái)越多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更有效地降低傳動(dòng)系的噪聲。
三、離合器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
從 1891 年摩擦式汽車離合器的誕生，到 1948 年液力變矩器的出現(xiàn)，再到各種智能控制技術(shù)不斷應(yīng)用于汽車工業(yè)，汽車離合器技術(shù)始終伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。隨著新興汽車傳動(dòng)技術(shù)的越來(lái)越普及應(yīng)用，傳統(tǒng)的汽車離合器將逐漸淡出歷史舞臺(tái)。
在采用離合器的傳動(dòng)系統(tǒng)中，早期離合器的結(jié)果形式是錐形摩擦離合器。錐形摩擦離合器傳遞扭矩的能力，比相同直徑的其他結(jié)構(gòu)形式的摩擦離合器要大。但是，其最大的缺點(diǎn)是從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量太大，引起變速器換擋困難。而且這種離合器在接合時(shí)也不夠柔和，容易卡住。
次后，在油中工作的所謂濕式的多片離合器逐漸取代了錐形摩擦離合器。但是多片濕式摩擦離合器的片與片之間容易被油粘住（尤其是在冷天油液變濃時(shí)更容易發(fā)生），導(dǎo)致分離不徹底，造成換擋困難。所以它又被干式所取代。多片干式摩擦離合器的主要優(yōu)點(diǎn)是由于接觸面數(shù)多，故接合平順柔和，保證了汽車的平穩(wěn)起步。但因片數(shù)較多，從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，還是感到擋不夠容易。另外，中間壓盤的通風(fēng)散熱不良，易引起過(guò)熱，加快了摩擦片的磨損甚至燒傷和破裂。如果調(diào)整不當(dāng)還可能引起離合器分離不徹底。
多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)使人們逐漸趨向于采用單片干式摩擦離合器。它具有從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，散熱性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，尺寸緊湊，分離徹底等優(yōu)點(diǎn)。而且只要在結(jié)構(gòu)上取一定措施，也能使其接合平順。因此，它得到了極為廣泛的應(yīng)用。
如今，單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面也相當(dāng)完善：采用具有軸向彈性的從動(dòng)盤，提高了離合器的接合平順性；離合器中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動(dòng)系統(tǒng)的共振，減少了噪音；以及采用了摩擦較小的分離桿機(jī)構(gòu)等。另外，采用了膜片彈簧作為壓簧，可同時(shí)兼起到分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。膜片彈簧和壓盤的環(huán)行接觸，可保證壓盤上的壓力均勻。由于膜片彈簧本身的特性，當(dāng)摩擦片磨損時(shí)，彈簧的壓力幾乎沒(méi)有改變，且可減輕分離離合器時(shí)所需要的踏板力。
為了實(shí)現(xiàn)離合器的自動(dòng)操縱，有自動(dòng)離合器。采用自動(dòng)離合器時(shí)可以省去離合器踏板，
實(shí)現(xiàn)汽車的“雙踏板”操縱。與其他自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)（如液力傳動(dòng)）相比，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉及傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。因此，在歐洲小排量汽車上曾得到廣泛的應(yīng)用。但是在現(xiàn)有自動(dòng)離合器的各種結(jié)構(gòu)中，離合器的摩擦力矩的力矩調(diào)節(jié)特性還不夠理想，使用性能不盡完善。例如，汽車以高檔低速上坡時(shí)，離合器往往容易打滑。因此必須提前換如低檔以防止摩擦片的早期磨損以至燒壞。這些都需要進(jìn)一步改善。
四、離合器發(fā)展趨勢(shì)
隨著汽車運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和提高，以適應(yīng)新的使用條件。從國(guó)外的發(fā)展動(dòng)向來(lái)看，近年來(lái)汽車的性能在向高速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載重汽車趨向大型化，國(guó)內(nèi)也有類似的情況。此外，對(duì)離合器的使用要求也越來(lái)越高。所以，增加離合器的傳扭能力，提高其使用壽命，簡(jiǎn)化操作，已經(jīng)成為目前離合器的發(fā)展趨勢(shì)。
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速功率的不斷提高和汽車電子技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)離合器的要求也越來(lái)越高。
六、參考文獻(xiàn)
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師：
年 月 日
專業(yè)教研室審查意見(jiàn)
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
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