KD1100中型载货汽车设计-离合器及传动轴设计【4张CAD图纸+外文翻译+毕业论文】
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KD1100中型载货汽车设计-离合器及传动轴设计说明书.doc
传动轴.dwg
外文翻译--选择中国汽车工业的发展模式.doc
摘要.doc
目录.doc
离合器压盘.dwg
离合器总成装配图.dwg
膜片.dwg
目 录
第一章 前 言…………………………………………………………………1
第二章 离合器概述…………………………………………………………2
§1.1 离合器的主动部分……………………………………………………2
§1.2 离合器的工作原理……………………………………………3
第三章 离合器设计计算………………………………………………6
§3.1离合器设计要求……………………………………………6
§3.2离合器参数的选择…………………………………………6
§3.3从动盘总成………………………………………………10
§3.4压盘和离合器盖计算…………………………………………12
§3.5 膜片弹簧的设计计算……………………………………………15
§3.6 扭转减震器计算………………………………………………17
§3.7 离合器操纵系统设计…………………………………………18
§3.8 离合器试验……………………………………………………18
§3.9 国外离合器发展………………………………………………18
第四章 传动轴计算……………………………………………………………21
§4.1 万向传动的计算载荷…………………………………………………21
§4.2 十字轴设计计算………………………………………………………22
§4.3 十字轴滚针轴承的计算………………………………………………23
§4.4 万向节叉的设计计算…………………………………………………24
§4.5 传动轴临界转速计算…………………………………………………27
§4.6 轴管强度计算…………………………………………………………29
§4.7 传动轴花键轴的计算…………………………………………………29
第五章 结 论…………………………………………………………………31
参考文献…………………………………………………………………32
致 谢………………………………………………………………………33
外文翻译…………………………………………………………………34
KD1100中型载货汽车设计
—离合器及传动轴设计
摘 要
本次设计了离合器和传动轴。在汽车传动系的这些部件中，离合器和传动轴是其中两个重要的部件。在传动系统中，离合器位于发动机与变速器之间，其作用是使驾驶员可以把发动机与变速器接合或分离。离合器是一种摩擦式分离装置，与驾驶室中离合器踏板相连接。驾驶员通过操纵离合器既可以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。本次设计为膜片弹簧离合器。
本设计通过对传动轴的传动类型分析，结合所设计中型载货汽车的特点以及市场趋势等因素，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，选择传动轴的十字轴滚针轴承的密封形式为盖板式密封，并在其密封部位采用橡胶骨架油封和毡圈油封相结合的密封形式，以适应农村地区的恶略路况；通过对万向节的十字轴 、滚针轴承 、万向节差的设计计算，确定了所设计车辆使用的这些部件的具体尺寸；通过对传动轴的临界转速和计算载荷的确定，用待定系数法确定了传动轴的花键轴和轴管的尺寸，并校核了其扭转强度和临界转速，确定了合适的安全系数。鉴于矩形花键的一系列优点和国内的生产加工水平，传动轴花键采用了矩形花键。传动轴的实验室传动轴的生产加工中的一项至关重要的程序，本文在该书中对传动轴的试验进行了简要介绍，并且在设计过程中对涉及到实验的部分有针对性查阅了同类型的产品的试验结果，对设计结果予以修正。综合各部分的设计及校核结果，所设计的传动轴能满足所设计的中型载货汽车的传动要求。
关键词：离合器, 摩擦式, 膜片弹簧, 传动轴, 十字轴
KD1100MEDIUM-LADEN CAR
—CLUTCH AND PROPELLER SHAFT DESIGN
ABSTRACT
In this thesis ,clutch and propeller shaft is designed .The clutch and the transmission are two important units of all .The clutch is located in the power train between the engine and the transmission .Its purpose is to permit the driver to coupe or uncouple the engine and transmission .The clutch is a friction-type device .It is linked to a clutch pedal in the driver’s compartment .The clutch allows the driver to couple the engine or uncouple the engine from transmission while he is shifting gears or starting the automobile moving rest .In the design ,we use the type of coil-pressure-spring .
The thesis introduced power transmission shaft used on farming transporters. According to the features of the farming transporter and the characters of the road in rural areas ,we chose the simply made open style power transmission shaft .For farming transporters , its cost and convenience for reparation and adaptability rather than its comfort ability and science ratio are concerned .So during the design we did not pay too much attention to the popular which is often advanced technology of the filed .On the contrary ,we just made some necessary improvement to the using form .For example ,we use involutes serration instead of rectangle serration ,so the durability of the spine will be much upgraded while its cost still low because nowadays its not more difficult to machine involutes serration than rectangle serration .To up the durability of the shaft ,we paid much attention to the seal form of the unit .We used rubber bone seal together with felt washer .
KEY WORDS：clutch, friction-type, Diaphragm spring, power transmission shaft, cross axle
第一章 前 言
随着汽车工业的发展,离合器也在原有的基础上不断改进和提高,以适应新的使用条件。从国外的发展动向来看,汽车的性能在向高速发展,发动机的功率和转速不断提高,载重汽车趋于大型化,国内情况也类似于此。另外,离合器的使用条件也日酷一日。因此,增加离合器的传扭能力,提高其使用寿命,简化操作已成为离合器目前发展的趋势。
离合器的结构形式虽然可以各不相同,但在使用中对它们的基本要求却是一致的。对汽车离合器的基本要求有以下几点: ①能可靠地传递发动机的最大扭矩; ②接合时要平顺、柔和,使汽车起步时没有抖动和冲击; ③分离时要迅速彻底; ④离合器从动部分的转动惯量要小,以减轻汽车起步和换档时变速器齿轮轮齿间的冲击,方便换档; ⑤离合器的通风散热应良好; ⑥高速回转时要具有可靠的强度,应注意平衡问题和离心力的影响; ⑦应使汽车传动系避免共振,并具有吸收振动,缓和冲击和减少噪音的能力; ⑧操纵轻便; ⑨离合器的工作性能应保持稳定,这就要求作用在摩擦片上的总压力要不因摩擦表面的磨损而变化,或者变化较小; ⑩要求使用寿命长。此外,离合器也要尽量做到结构简单,紧凑,制造工艺性好,维修方便,重量轻等等。
基于上述要求,离合器的压紧弹簧从普遍采用的圆柱螺旋弹簧改为膜片弹簧,其利甚多。首先,膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用,使零件数量减少,重量减轻,离合器结构大为简化,并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。其次,由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触,使压力分布均匀,摩擦片的接触良好,磨损均匀,再者,由于膜片弹簧具有非线性的特性,因此,可设计成当摩擦片磨损后,弹簧压力几乎可以保护不变,且可减轻分离离合器时的踏板力,使操纵轻便。另外,膜片弹簧的安装集团对离合器轴的中心线来说是对称的,因此它的压紧力实际上不受离心力的影响。
膜片弹簧与螺旋弹簧的对比：
1、 制造工艺方面 膜片弹簧由弹簧钢板冲制而成,而螺旋弹簧由钢丝卷绕而成,相比之下前者制造工艺性好。
2、 零件数量方面 膜片弹簧本身带有分离爪,勿须另加分离杆,且一个离合器只用一张膜片弹簧作为压紧弹簧;而螺旋弹簧要另加分离杆,且一个离合器要用若干个螺旋弹簧作为压紧弹簧。相比之下前者零件数量少,结构紧凑;后者零件数量多。零件数量少者,拆装、维修方便省时;零件数量多则费时。
3、其他方面
(1) 螺旋弹簧其弹性特性为线性的,因此离合的调整比较容易。而膜片弹簧其弹性特性为非线性的,因而离合器的调整较困难。不过,适当选取H/ h 的值,适合汽车离合器使用的膜片弹簧总可以制造出来,只要我们掌握了膜片弹簧的特性,离合器调整问题也可随之解决。
(2) 膜片弹簧的制造成本比圆柱螺旋弹簧的制造成本高一些,但寿命也比螺旋弹簧长一些。另外,膜片弹簧不受离心力的影响,而螺旋弹簧要受离心力影响,特别是高速旋转时,其影响不可忽视。
现代汽车向高速发展,离合器也向高速发展,压紧弹簧在高转速下工作,膜片弹簧的优越性会随之显示出来。膜片弹簧取代螺旋弹簧作为离合器压紧弹簧势所必然。第五章 结 论
在本次设计的整个过程中，首先要做的是对所设计整车有一个全面的、系统的、整体的认识，明确各自的任务以及与整车设计过程中的联系。在这次设计中，我个人承担了离合器及传动轴连部分的设计任务。
离合器是汽车传动系中的重要组成部分它的性能好坏直接影响整车的整体性能。在本次设计中，首先对离合器的类型和各自的特点进行分析，然后结合所设计整车的性能要求确定离合器的结构型式。接下来根据所确定离合器的形式，按照离合器设计要求，对每个零件进行设计计算。其中最重要的是确定离合器的后备系数、摩擦片的内外径大小、从动盘毂连接花键齿、压盘厚度以及离合器盖等的各个参数。并在计算过程中，注重个零部件之间的相互联系，即满足相互之间的约束条件关系。本次设计的膜片弹簧离合器经计算校核能够满足所需设计要求。
传动轴同离合器一样，在汽车传动系中起着重要的作用。传动轴设计过程中最重要的就是传动轴的动平衡以及临界转速的校核。此次设计的中型载货汽车，根据其使用要求和使用条件，同时参考同类车型的设计特点。在设计中采用十字轴式万向节。通过一系列参数的计算和校核，十字轴式万向节能够满足设计的要求。传动轴连接花键的设计也是设计过程中重要的一环。花键齿强度和有效接合长度直接决定传动轴是否能够有效地传递转矩。因此在设计中对传动花键进行设计计算之后，要进行必要的校核，以确定其能满足设计需要。
此次设计，是对以前所学知识的一次全面回顾和掌握的过程，同时也是对运用所学知识解决实际问题的一次锻炼。在设计过程中，是我认识到了自己知识的缺乏，使我明白了在以后工作过程中不断学习的重要性。由于自身知识和能力的限制，此次设计难免存在不足之处。例如，某些计算部分不够完整，计算数据不够合理，整体设计不够合理等。特别是传动轴部分的设计，由于整体布置和其它传动部分设计不够紧凑，造成传动轴部分空间长度过短，使传动轴实际长度较短，给生产和加工造成困难。这些都有待日后进一步的学习提高。
参考文献
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致 谢
此次设计，是对以前所学知识的一次全面回顾和掌握的过程，同时也是对运用所学知识解决实际问题的一次锻炼。在设计过程中，是我认识到了自己知识的缺乏，使我明白了在以后工作过程中不断学习的重要性。由于自身知识和能力的限制，此次设计难免存在不足之处。例如，某些计算部分不够完整，计算数据不够合理，整体设计不够合理等。
在设计中，老师提出的要求和建议使我们学到了如何认真的对待一项工作，也使我们养成了对待任何事情都要认真、严肃的态度，同时也使我们学会了如何在工作中克服浮躁心理。李水良老师本人治学严谨的态度给我们留下了非常深刻的印象，从他的身上我们学到了许多课本上学不到的宝贵经验，这一切使我们受益匪浅。此外，在本次设计中，我得到了同班其他同学的大力帮助，更得到了车辆研究所多位老师的热情指导，他们给我提供了许多宝贵的建议，在这里特此以我向他们致以最诚挚的谢意！再次感谢设计过程中关心和帮助过我的老师和同学！感谢参与评审的老师！