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轻型货车设计(离合器及操纵机构与传动轴设计)(有exb图 cad图).rar

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    编号:20181016173632150    类型:共享资源    大小:1.43MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    轻型 货车 设计 离合器 操纵 机构 传动轴 exb cad
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    1轻型货车设计(离合器及操纵机构与传动轴设计)摘要在这三个月的时间里,我的最重要的任务之一就是设计汽车离合器、其操纵机构,以及传动轴的设计。 众所周知汽车底盘包括传动系、行驶系和转向系,传动系部件包括离合器、变速器、传动轴、驱动桥、半轴及驱动轮。在传动系的这些部件中,离合器和变速器无疑是两个最为重要的部件。驾驶员通过操纵离合器既可以在变速器换档时使发动机与离合器暂时分离,也可以在汽车起步时使发动机与离合器平稳接合。离合器的设计采用膜片弹簧压紧机构,液压式操纵机构。在国外,常采用液压操纵机构的离合器以减轻驾驶员的疲劳,通过对传动轴的传动类型分析,对传动方式和传动轴进行了选型;通过对传动轴的类型与结构分析,选择了传动轴的十字轴滚针轴承的密封形式——盖板式密封。通过对万向节的十字轴、滚针轴承、万向节叉的设计计算,确定了所设计车辆使用的这些部件的具体尺寸。综合各部分的设计及校核结果,所设计的离合器、传动轴能满足所设计的轻型货车的传动要求。关键词:离合器,传动轴,十字轴,操纵机构 THE DESING OF A LIGHT TRUCK(THE CLUTCKAND THE MANIPULATION OF INSTITUTIONS AND SHAFT DESIGN)2ABSTRACTIn these two month-long time, one of my most vital duties is designs the automobile clutch ,Its control mechanism, as well as drive shaft design. The well known motor car chassis including the power transmission, the travel is and the steering system, the power transmission part including the meeting and parting Transmission gearbox, drive shaft, driving axle, rear axle and driving gear. In power transmission these parts, to Gathering and the transmission gearbox are two most important parts without doubt. The pilot through operates the coupling already to be possible in The transmission gearbox shifts gears when causes the engine and the coupling separates temporarily, also may starts when the automobile cause the engine and Coupling steady joint. The coupling design used the disk spring to contract the organization, hydraulic control organization. In overseas, often uses the hydraulic control organization the coupling by to reduce pilot's weariness.Through to the drive shaft transmission type analysis, has carried on the shaping to the type of drive and the drive shaft; Through to the drive shaft type and the structure analysis, chose the drive shaft cross axle needle bearing seal form to cover the board style seal. Through to the universal joint cross axle, the needle bearing, the universal joint sliding yoke design calculation, had determined designs these parts concrete sizes which the vehicles uses.Synthesizes each part of designs and the check result, designs the coupling, the 3drive shaft can satisfy skin truck which designs to use the transport vehicle the transmission request.KEY WORDS: Coupling drive shaft cross axle control mechanism4目 录前 言 ………………………………………………………1第一章 离合器设计分析与方案选择………………………3§1.1 概述……………………………………………………3§1.2 离合器结构方案分析…………………………………4§1.2.1 从动盘数的选择 …………………………5§1.2.2 压紧弹簧和布置形式的选择 ……………6§1.2.3 膜片弹簧支承形式 ………………………7§1.2.4 压盘驱动方式的选择 ……………………8第二章 离合器基本参数和主要尺寸选择…………………8§2.1 离合器基本参数计算………………………………10§2.2 膜片弹簧主要参数的选择…………………………12§2.3 扭转减震器的设计…………………………………13§2.4 离合器压盘的设计…………………………………18§2.5 离合器从动盘毂花键的强度校核…………………19§2.6 离合器操纵机构的设计计算………………………20第三章 传动轴的设计与计算……………………………23§3.1 概 述………………………………………………23§3.2 万向节结构方案分析………………………………24§3.3 万向节的设计计算…………………………………24§3.3.1 万向节设计 ……………………………24§3.3.2 传动轴的设计 …………………………27第四章 结 论 ………………………………………………30参考文献 …………………………………………………31致 谢 …………………………………… ………………325前 言自从十九世纪末期诞生第一辆汽车以来,汽车工业经历了 100 年的发展过程。由于社会需求的不断增长和科学技术发展的推动,汽车设计日臻精巧,其运输生产率和各项性能都有很大提高。因此,现在汽车已成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的的一种运输工具。汽车工业规模和其产品的质量也成为衡量一个国家技术水平的重要标志之一。50 年代以来,由于高速公路的发展,促使汽车的运输能力和载货量逐渐加大。目前,国外公路用牵引半挂式汽车的总质量可达 40 吨,车速可达 100km/h 以上,每年平均行驶里程约 15 万 km。一些工业发达国家的汽车货运量在总货运量的比例高达 80%之多。60 年代以来,载货汽车向大型化发展,是汽车在矿山、钢铁、建筑、石油开发等部门运输量的比重也逐渐上升,各国还采用变型和集装箱运输方式来扩大汽车的用途和降低汽车运输成本。在农业部门生产过程中,汽车运输也占有很重要的地位。由此可见,汽车已渗透到国民经济的各个部门中了。除载货汽车外,不少国家每年还要生产数量众多的供私人用的各种形式的轿车(在有些国家中轿车产量占整个汽车产量的 80%) ,车主用以上下班、采购、旅游和出差时代步。在这里汽车起到了节省时间、加快生活节奏和使生活现代化的作用。因此在有些国家中,轿车就成为人们生活中十分需要的工具,非常普及。正是由于汽车的用途日益广阔,所以近 20 年来汽车的产量不断增加。据 80 年代初统计,全世界汽车年产量已达 4000 万辆,保有量达 4 亿辆以上。汽车作为路上运输工具在社会中发挥的作用已经接近甚至超过了铁路车辆。但它也给社会带来了许多新问题。在车辆多的国家中造成车流密度大,交通拥挤和频繁的交通事故;废气和噪声对环境造成了污染,这些已形成了社会公害。这些都严重影响了社会的治安和人民的生活。所以许多国家制定了各种法规来加以防治,并对汽车设计提出了很严格的要求。综上所述,今天的汽车,其作用不仅深入到国民经济的各个部门,还与社会和人民生活息息相关,因此在汽车设计时,必须考虑到这些因素而形成自己的特点。汽车设计的特点之一是要考虑其使用条件的复杂多变,同一辆汽车在各种地区所面临的使用条件,如道路、气候、维修能力和燃料供应等就有很大的不同。以我国为例,南北之间跨越纬度很大,南部进入热带,北部接近寒带,因此南北6温差悬殊;在辽阔的国土上,地形十分复杂,西部有雄伟的高原,东部为辽阔的平原和起伏的丘陵,西南多山地,各种地形互相交错,不同的气候和地理条件对汽车的结构、材料和汽车的设计都有特殊的要求。例如:高原地区要求发动机增压;寒冷地区要求考虑冷启动;热带地区希望驾驶室有良好的通风和隔热设备等。因此,汽车设计人员一定要仔细调查研究汽车的各种使用条件,精心设计,才能确定合理的方案,使汽车能对复杂的使用条件有良好的适应性,并保证可靠的动作。这是对汽车设计的第一个要求。大多数汽车是以大量生产和大批生产为主,这是它第二个特点。由于汽车产量大,品种形式多,所以设计中必须尽可能采用部件专业化生产和实行“三化” ,以达到简化生产、提高工效和改进产品质量、降低成本的目的。所谓“三化”是指产品系列化、零部件通用化和零件设计的标准化而言,它在国外设计中得到广泛应用。国外常由各专业化工厂分担各种零部件生产,然后由汽车装配厂加以选用和进行总装以完成整车的生产。各专业厂为了即能供应各种型号汽车所需的部件,又能进行大量生产,常把产品合理分档,组成系列,并考虑各种变形。如发动机可按缸数分为 4 缸、6 缸、v6 缸、v8 缸、自然吸气、增压、增压中冷等几个品种,这样就可以较少的基本型满足广泛的要求。随着汽车工业的不断壮大和发展,汽车设计技术在近百年中也不断的更新,总的来说经历了三个阶段:最早是经验设计阶段;到第二次世界大战后的 50 年代,逐步发展到以科学实验和技术分析为基础的设计阶段;从 60 年代中期在设计中引入电子计算机后,就逐步形成了新的设计技术——计算机辅助设计(CAD) ,70 年代以后,计算机功能逐步完善,使设计过程逐步走向半自动和自动的新阶段。正是由于设计技术的不断发展,才使得产品的功能不断提高。第一章 离合器设计分析与方案选择§1.1 概述离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成,其主要功用是切断和实现对传动系的动力传递,以保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合,确保汽车平稳起步。在换挡时将发动机与传动系分离,减少变速器中换挡齿轮之间的冲击。7在工作中受到大的动载荷时,能限制传动系所承受的最大转矩,防止传动系各零件因过载而损坏;有效地降低传动系中的振动和噪声。为了保证离合器具有良好的工作性能,对汽车离合器设计提出如下基本要求:1.在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩,并有适当的转矩储备。2.接合时要平顺柔和,以保证汽车起步时没有抖动和冲击。3.分离时要迅速、彻底。4.离合器从动部分转动惯量要小,以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击,便于换挡和减小同步器的磨损。5.应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果,以保证工作温度不致过高,延长其使用寿命。6.应使传动系避免扭转共振,并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力。7.操纵轻便、准确,以减轻驾驶员的疲劳。8.作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小,以保证有稳定的工作性能。9.应有足够的强度和良好的动平衡,以保证其工作可靠、寿命长。摩擦离合器主要由主动部分(发动机飞轮、离合器盖和压盘等)、从动部分(从动盘)、压紧机构(压紧弹簧)和操纵机构(分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等)四部分组成。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构,操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。随着汽车发动机转速和功率的不断提高、汽车电子技术的高速发展,人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发,传统8的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式结构发展,传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此,提高离合器的可靠性和使用寿命,适应高转速,增加传递转矩的能力和简化操纵,已成为离合器的发展趋势。§1.2 离合器结构方案分析我们小组本次的设计任务是设计一辆皮卡车,可乘坐4人,而我个人的设计任务是离合 图1-1 单片离合器器和传动轴的设计。以下对离合器的功用和方案进行分析。在设计离合器时,主要根据车型的类别、使用要求、制造条件以及“三化”(系列化、通用化、标准化)要求等,合理选择离合器的结构。汽车离合器大多是盘形摩擦离合器,按其从动盘的数目可分为单片、双片和多片三类;根据压紧弹簧布置形式不同,可分为圆周布置、中央布置和斜向布置等形式;根据使用的压紧弹簧不同,可分为圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧和膜片弹簧离合器;根据分离时所受作用力的方向不同,又可分为拉式和推式两种形式。§1.2.1、从动盘数的选择对轿车和轻型、微型货车而言,发动机的最大转矩一般不大。在布置尺寸允许的条件下,离合器通常只设有一片从动盘。单片离合器(图 1-1)结构简单,尺寸紧凑,散热良好,用时能保证分离彻底、接合平顺。双片离合器(图 1-2)与单片离合器相比,由于摩擦面数增加一倍,因而传递转矩的能力较大;在传递相同转矩的情况下,径向尺寸较小,踏板力较小,另外接合较为平顺但中间压盘通风散热不良,两9图 1-2 双片离合器片起步负载不均,因而容易烧坏摩擦片,分离也不够彻底。设计时在结构上必须采取相应的措施。这种结构一般用在传递转矩较大且径向尺寸受到限制的场合。多片离合器多为湿式,它有分离不彻底、轴向尺寸和质量大等缺点,以往主要用于行星齿轮变速器换挡机构中。但它具有接合平顺柔和、摩擦表面温度较低、磨损较小、使用寿命长等优点,主要应用于重型牵引车和自卸车上。由于皮卡车属于轿车类型,所以我选用了单片离合器。§1.2.2 压紧弹簧和布置形式的选择周置弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧(图 1—1),其特点是结构简单、制造容易,因此应用较为广泛。中央10弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋弹簧或用一个圆锥弹簧作为压紧弹簧,并且布置在离合器的中心,此结构轴向尺寸较大。由于可选较大的杠杆比,因此可得到足够的压紧力,且有利于减小踏板力,使操纵轻便。斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传力盘上,并通过压杆作用在压盘上。这种结构的显著优点是在摩擦片磨损或分离离合器时,压盘所受的压紧力几乎保持不变。而膜片弹簧离合器(图 1-3)中的膜片弹簧是一种具有特殊结构的碟形弹簧, 图 1-3 膜片弹簧离合器主要由碟簧部分和分离指组成,它与其它形式的离合器相比具有如下一系列优点:1)膜片弹簧具有较理想的非线性特性如图 2-1 所示,弹簧压力在摩擦片允许磨损范围内基本不变(从安装时工作点 B 变化到 A 点),因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变;对于圆柱螺旋弹簧,其压力大大下降(从月点变化到 A,点)。离合器分离时,弹簧压力有所下降(从 B 点变化到 C 点),从而降低了踏板力;对于圆柱螺旋弹簧,压力则大大增加(从月点变化到 C,点)。2)膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用,使结构简单紧凑,轴向尺寸小,零件数目少,质量小。3)高速旋转时,弹簧压紧力降低很少,性能较稳定;而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降。4)由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触,故其压力分布均匀,摩擦片磨损均匀,可提高使用寿命。5)易于实现良好的通风散热,使用寿命长。6)平衡性好。7)有利于大批量生产,降低制造成本。但膜片弹簧的制造工艺较复杂,对材质和尺寸精度要求高,其非线性特性在生产中不易控制,开口处容易产生裂纹,端部容易磨损。近年来,由于材料性能的提高,制造工艺和设计方法的逐步完善,膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此,膜片弹簧离合器不仅在轿车上被大量采用,而且在轻、中、重型货车以及客车上也被广泛采用。
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