吉林大學(xué)汽車設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自測(cè)試題課件

1、汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛1第二章第二章 離合器設(shè)計(jì)離合器設(shè)計(jì) 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 離合器的結(jié)構(gòu)方案分析 第三節(jié) 離合器主要參數(shù)的選擇 第四節(jié) 離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 第五節(jié) 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì) 第六節(jié) 離合器的操縱機(jī)構(gòu) 第七節(jié) 離合器主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛2 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 一、功用1、保證汽車平穩(wěn)起步；2、換擋時(shí)可減少齒輪輪齒間的沖擊；3、防止傳動(dòng)系零部件過載損壞；4、降低傳動(dòng)系的振動(dòng)和噪聲。 汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛3二、組成離 合 器主動(dòng)部分從動(dòng)部分壓緊機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu)

2、飛 輪離合器蓋壓 盤從動(dòng)盤壓緊彈簧分 離 叉分離軸承離合器踏板傳動(dòng)部件汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛4 二、組成汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛5三、設(shè)計(jì)要求1、可靠的傳遞Temax ，又能防止傳動(dòng)系過載；2、接合平順柔和，起步時(shí)無抖動(dòng)、沖擊； 措施：使從動(dòng)盤有軸向彈性 3、分離迅速，徹底； 措施：提高分離杠桿剛度； 襯片表面開槽，防止吸附。 4、從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?。?汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛65、防止傳動(dòng)系產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)共振；6、操縱輕便； 7、吸熱、散熱能力強(qiáng)； 過熱的危害：壓盤燒裂，摩擦因數(shù)下降。 措施：殼上開通

3、風(fēng)口；增大壓盤質(zhì)量。8、壓緊力和摩擦因數(shù)在使用中的變化要小。9、動(dòng)平衡良好，強(qiáng)度大，工作可靠，壽命長(zhǎng)；10、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量小，工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便。汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛7 第二節(jié)第二節(jié) 離合器的結(jié)構(gòu)方案分析一、分類分類依據(jù) 分類 備注 單片 轎、輕型車 雙片 重、輕型車 從動(dòng)盤數(shù)目 多片 圓周布置 輕、中型車 中央布置 重型車 壓緊彈簧布置形式 斜向布置 圓柱彈簧 圓錐彈簧 重型車 壓緊彈簧種類 膜片彈簧 各式汽車 拉式 作用力方向 推式 汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛8二、從動(dòng)盤數(shù)的選擇 外徑尺寸相同，Temax一樣，操

4、縱機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比一樣。汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛9形式 特點(diǎn) 膜片彈簧 圓柱彈簧 彈簧特性 非線性 線性 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 軸向尺寸 短 長(zhǎng) 零件數(shù) 少 多 質(zhì)量 小 大 工作可靠性 ne提高，壓力不變 ne提高，壓力降低 壓力分布 均勻 不均勻 襯片磨損 均勻、壽命長(zhǎng) 不均勻 平衡 良好、容易 較差 工藝 復(fù)雜 簡(jiǎn)單 材質(zhì)與尺寸精度 要求高 要求低 彈簧特性生產(chǎn)控制 難 容易 應(yīng)用 各式汽車廣泛應(yīng)用 逐漸降低 三、膜片彈簧離合器 優(yōu)、缺點(diǎn)汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛10三、膜片彈簧離合器 拉式與推式汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬

5、馬馬天天天飛飛飛11 主要區(qū)別膜片彈簧安裝方向相反，支承方式不同。形式 特點(diǎn) 拉式 推式 膜片彈簧大端 支承在離合器蓋上 壓在壓盤上 膜片彈簧中部 壓到壓盤上 支撐在支點(diǎn)上 分離軸承移動(dòng)方向 向右 向左 三、膜片彈簧離合器 拉式與推式汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛12 形式 特點(diǎn) 拉式 推式 備注 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 拉式無中間支撐件及支撐環(huán)數(shù)少 質(zhì)量 小 大 零件 少 多 壓緊力 大 小 傳遞轉(zhuǎn)矩 大 小 離合器蓋變形 小 大 分離效率高 杠桿比 大 小 操縱 輕便 略沉重 當(dāng)離合器尺寸、Temax相同時(shí) 。三、膜片彈簧離合器 拉式與推式汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教

6、案案案 馬馬馬天天天飛飛飛13工 作 噪 聲 沒 有 支 撐 環(huán) 磨 損 后有 工 作 沖 擊 沒 有 支 撐 環(huán) 磨 損 后有 壽 命 長(zhǎng) 短 分 離 軸 承 復(fù) 雜 、 拆 裝 困難 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 12211221llFFllFF2211llll且：11FF 當(dāng)離合器尺寸相同（D）；Temax 一樣；則F2=F2汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛14 第三節(jié)第三節(jié) 離合器主要參數(shù)的選擇離合器主要參數(shù)的選擇 一、離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力1、取決于摩擦面間的靜摩擦力矩：Tc=fFZRc式中：F工作壓力；f摩擦因數(shù) （0.250.30）； Z摩擦面數(shù)；Rc 平均摩擦半徑2、平

7、均摩擦半徑 假設(shè)壓力分布均勻，將分布力等效為集中力，得： 當(dāng)d/D0.6時(shí)，有：)(32233dDdDRc4dDRc汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛15 3、摩擦面的單位壓力p0： 得到靜摩擦力矩4、離合器的后備系數(shù) 離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比， =Tc/Temax。 為了保證可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，要求： 1。)1(12330cDfZpTc)(4220dDFp汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛16 二、離合器主要參數(shù)的選擇1、后備系數(shù) 考慮以下因素，不宜選取過大。防止傳動(dòng)系過載； 緊急接合離合器，T傳（23）Temax

8、 不松開離合器、緊急制動(dòng)，T傳=（1520）Temax保證離合器尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。減少踏板力，操縱輕便。（單位壓力?。┌l(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)多，轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)， 可取小些。膜片彈簧離合器可以取小。（壓緊力穩(wěn)定）汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛17 下列因素要求不宜選取過小。襯片磨損后，仍能可靠傳遞Temax，宜取大些。防止離合器接合時(shí)滑磨過大，導(dǎo)致壽命下降；使用條件惡劣，有拖掛，為提高起步能力；柴油機(jī)因工作粗暴，轉(zhuǎn)矩不平穩(wěn)，宜取大些。 車型 轎、微、輕型貨車 1.201.75 中、重貨車 1.502.25 越、牽引車 1.804.00 汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛

9、飛飛18 影響 p0取值的因素 要求 p0 備注 離合器使用頻繁時(shí) 取小 工作條件 發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率小 取小 如農(nóng)村、市內(nèi) 襯片外徑 D大時(shí) 取小 線速度提高、磨損增加 后備系數(shù) 較大 取大 滑磨功小、磨損速度下降 材料 2、單位壓力p0 材料 p0 MPa石棉基材料 0.100.35粉末冶金材料 0.350.50金屬陶瓷 0.701.50汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛193、摩擦片尺寸外徑 DTc=f Z p0 D3 (1- c3 ) /12 原則上只要結(jié)構(gòu)上有可能，盡可能將D取大些。經(jīng)驗(yàn)公式： (mm) DKD maxeT 參數(shù) 車型 直徑系數(shù)KD 轎車 14.6

10、單片 16.018.5 貨車 雙片 13.515.0 重型貨車 22.524.0 汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛203、摩擦片尺寸內(nèi)徑d nD不變，若d取小時(shí) 摩擦面積增加，Tc增加； 但壓力分布不均勻；內(nèi)外圓圓周速度差別大；減振器安裝困難。 D、d、b應(yīng)符合國(guó)標(biāo)GB/T5764-1998汽車用離合器面片。 D d b Temax Nm 160 110 3.2 4060 。 。 。 。 3.5 。 。 。 。 。 。 4.0 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛21 第四節(jié)第四節(jié) 離合器的設(shè)計(jì)與計(jì)算離合器的設(shè)

11、計(jì)與計(jì)算一 離合器基本參數(shù)的優(yōu)化 1. 設(shè)計(jì)變量=Tc/Temax=fFZRc/ Temax 取決于F、D、d。 p0=4F/(D2-d2) p0取決于 F、D、d。離合器基本參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)變量為： TT321dDFxxxX汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛22 2. 目標(biāo)函數(shù) 參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)是，在保證性能的條件下結(jié)構(gòu)尺寸（D、d）盡可能小。即目標(biāo)函數(shù)： 3. 約束條件 1) D應(yīng)保證 Vd 6570m/s 2) c 0.53c0.70 3) 4min22dDxf0 . 42 . 1汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛23 4) d d2R0+50

12、 R0減振彈簧位置半徑 保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝 5) 單位面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 6) 00224cccTTTZ Dd0pMPapMPa50. 110. 00520見表cT汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛247) 單位摩擦面積的滑磨功w W起步時(shí)，接合離合器產(chǎn)生的滑磨功2g202ra2e2iirm1800nW1500r/min2000r/mine，貨車取轎車取n wdDZWw)(422汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛25二. 膜片彈簧的彈性特性1. 碟簧子午斷面坐標(biāo)系 膜片彈簧受載后，碟簧子午斷面繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，該點(diǎn)切向應(yīng)變與應(yīng)力均為零，稱之為中性點(diǎn)。將坐標(biāo)原

13、點(diǎn)取在中性點(diǎn)處。 汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛262. 膜片彈簧的變形汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛273. 碟簧變形與載荷的關(guān)系 21111112112111216/lnhrRrRHrRrRHrRrREhfF式中：H內(nèi)截錐高；h板厚； R、r自由狀態(tài)時(shí)大、小端半徑； R1 、 r1壓盤、支撐環(huán)加載點(diǎn)半徑；汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛284. 分離指變形與載荷的關(guān)系 11112rRrrf11112FrrrRFf22fF 12fF 21fF 汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛29三. 膜片彈簧

14、的強(qiáng)度計(jì)算1. 切向應(yīng)力在碟簧子午斷面中的分布 xeyxEt) 2/(12=0的等應(yīng)力線：y=(-/2)xK點(diǎn)為所有等應(yīng)力線交點(diǎn)：（-e,- (-/2)e ）汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛302. 碟簧最大切向應(yīng)力點(diǎn) 最大壓應(yīng)力在B點(diǎn)（-(e-r), h/2） ：22122hrererEtB變形過程中，壓應(yīng)力最大值對(duì)應(yīng)的夾角：最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在A點(diǎn)rehp2汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛31 3. B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力在分離軸承推力作用下，B點(diǎn)還受彎曲作用。 彎曲應(yīng)力：根據(jù)最大切應(yīng)力理論，B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為：226hnbFrrrfrBtBrBjB 60

15、Si2MnA材料的許用應(yīng)力為15001700MPa。汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛32四. 主要參數(shù)的選擇1. H/h 和 hH/h決定了膜片彈簧彈性特性曲線的形狀。推薦 H/h =1.52.0， h =24mm汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛332. R/r和R、r的選擇比值R/r大，則彈簧材料利用率低；彈簧剛度大；彈性特性曲線受直徑誤差影響大；應(yīng)力越高。推薦R/r =1.201.35推式：R Rc（摩擦片平均半徑） 拉式： r Rc3.= 915汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛344. 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇拐點(diǎn)H

16、對(duì)應(yīng)著膜片彈簧壓平的位置；工作點(diǎn)B一般取在凸點(diǎn)M和拐點(diǎn)H之間，靠近H點(diǎn)處。1B =(0.81.0)1H5. 分離指數(shù)目n 12n24 一般取18汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛35五. 膜片彈簧材料及制造工藝1. 材料：60Si2MnA 或 50CrVA2. 工藝： 強(qiáng)壓處理在分離方向上，使之過位移38次；塑性變形產(chǎn)生反向殘余應(yīng)力，使疲勞壽命提高5%30%。 凹面或雙面噴丸處理表層產(chǎn)生塑性變形，形成強(qiáng)化層，提高疲勞壽命。分離指端部高頻淬火與鍍鉻可提高耐磨能力膜片彈簧與壓盤接觸圓處擠壓處理防止產(chǎn)生裂紋汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛36 第五節(jié)第五

17、節(jié) 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì) 一. 組成與功用 1. 組成彈性元件和阻尼元件（阻尼片） 2. 功用降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)剛度；增加傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振振幅；控制怠速時(shí)的扭振和噪聲；緩和非穩(wěn)定工況下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷。3. 彈性特性：線性和非線性汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛37二. 參數(shù)選擇1. 極限轉(zhuǎn)矩Tj： 是指減振器消除限位銷與從動(dòng)盤轂缺口之間間隙1時(shí)所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩。 Tj =（1.52.0）Temax2. 扭轉(zhuǎn)角剛度k式中：K彈簧線剛度 Z j彈簧數(shù)R0 彈簧分布半徑 合理的扭轉(zhuǎn)角剛度可以使系統(tǒng)的共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)常用工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。 初選時(shí)

18、，取 k 13Tj 。201000RKZkj汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛383. 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T 合理選擇T，可以有效消除扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。 初選 T =(0.060.17)Temax4. 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tn Tn增大，共振頻率將減小，但不應(yīng)大于T 。 初選 Tn = (0.050.15)Temax 5. 減振彈簧位置半徑R0 R0盡可能大一些，一般R0=（0.600.75）d/2。6. 減振彈簧個(gè)數(shù)Zj 根據(jù)摩擦片外徑選取。7. 減振彈簧總壓力F 限位銷與從動(dòng)盤轂之間的間隙被消除時(shí)的彈簧受到的壓力。 F =Tj / R08. 極限轉(zhuǎn)角j （L為彈簧工作變形量），通常取312。0

19、2arcsin2RLj汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛39三. 雙質(zhì)量飛輪1.結(jié)構(gòu)2. 優(yōu)點(diǎn)：R0提高，彈簧剛度下降，允許轉(zhuǎn)角變大。降低發(fā)動(dòng)機(jī)變速器振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率，避免怠速時(shí)共振。 減振效果提高。從動(dòng)盤上沒有減振器，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下降，對(duì)換檔有利。3. 缺點(diǎn)彈簧安裝半徑大，離心力大，彈簧中段易鼓出，磨損嚴(yán)重。汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛40 第六節(jié)第六節(jié) 離合器的操縱機(jī)構(gòu)離合器的操縱機(jī)構(gòu) 一. 對(duì)操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求1.操縱輕便。 踏板力要小，踏板行程要合理。 2. 有踏板自由行程調(diào)整機(jī)構(gòu)。3. 有踏板行程限位裝置，防止操縱機(jī)構(gòu)過載。4. 有足夠的剛度。5. 傳動(dòng)效率要高。6. 發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)，車架、駕駛室變形不會(huì)影響正常工作。7.工作可靠、壽命長(zhǎng)，維修保養(yǎng)方便。汽汽汽車車車設(shè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)教教教案案案 馬馬馬天天天飛飛飛41 二. 結(jié)構(gòu)形式選擇機(jī)械式 形式 特點(diǎn) 桿系 繩系 液壓式 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 簡(jiǎn)單 復(fù)雜 工作可靠性 可靠 較差 可靠