自调式膜片弹簧离合器参数化设计及有限元分析

摘要

随着科技的发展，为满足人们在驾驶舒适与轻便性上更高的要求，目前，一种结构新颖的自调式膜片弹簧离合器开始得到应用。自调式膜片弹簧离合器通过增加一套补偿机构，使离合器能在使用过程中自动调节补偿由于摩擦片磨损而引起的工作压紧力变化，使其保持不变，从而使转矩容量稳定，最大分离力减小，保证离合器操纵轻便舒适。
　　自调机构主要由力感应弹簧、自调环、调节弹簧和离合器盖上的斜楔组成。装备自调机构的离合器成本增加不多，提高驾驶舒适与轻便性效果明显，具有推广价值。
　　本课题为某型皮卡车设计了自调式膜片弹簧离合器，用传统的方法设计计算了从动盘、压盘、膜片弹簧、传动片、力感应弹簧、自调环、调节弹簧、离合器盖。对离合器中的膜片弹簧利用MATLAB软件对设计结果进行了优化。在确定了各零部件的结构和尺寸后，用CATIA软件对各零件进行了三维建模和总成的虚拟装配，而后又用Pro/Engineer软件中的程序设计关系模块对膜片弹簧和压盘做了参数化设计，最后利用该软件进行了有限元分析，较全面地校核了离合器的工作情况。
　　本设计方案基本实现了对自调式膜片弹簧离合器的设计工作，其中的参数化设计大大减轻了传统设计的工作量，通过测试，当车型改变时，也能满足设计要求，并且通过校核和有限元分析达到了自调式膜片弹簧离合器的设计目标。

目录

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 本课题研究意义和背景

1.2 课题在国内外的研究发展现状

1.3 课题主要研究内容

第2章 离合器结构设计与基本参数的确定

2.1 工作原理与设计要求

2.1.1 自调式膜片弹簧离合器基本工作原理

2.1.2 自调式膜片弹簧离合器的设计要求

2.1.3 目标车型基本参数

2.2 离合器结构设计

2.2.1 从动盘数的选择

2.2.2 压紧弹簧和布置形式

2.2.3 膜片弹簧作用力方式和支承形式

2.2.4 压盘的驱动形式

2.3 离合器基本参数的确定

2.3.1 离合器后备系数的确定

2.3.2 离合器摩擦片尺寸的估算

2.3.3 摩擦因数的确定

2.3.4 单位压力的确定

2.3.5 离合器间隙的确定

2.4 本章小结

第3章 离合器零部件设计

3.1 离合器基本参数的优化设计

3.1.1 设计变量

3.1.2 目标函数

3.1.3 约束条件

3.1.4 优化结果

3.2 从动盘总成设计

3.2.1 摩擦片设计

3.2.2 从动片设计

3.2.3 减振器盘设计

3.2.4 从动盘毂设计

3.2.5 扭转减振器设计

3.3 压盘设计

3.3.1 压盘几何尺寸的确定

3.3.2 压盘材料的确定

3.3.3 压盘功能结构设计

3.4 膜片弹簧设计

3.4.1 膜片弹簧弹性特性

3.4.2 膜片弹簧设计参数的确定

3.4.3 膜片弹簧设计计算

3.5 传动片设计

3.5.1 传动片各设计参数的确定

3.5.2 传动片弹性恢复力的计算

3.6 力感应弹簧设计

3.7 自调环设计

3.8 调节弹簧设计

3.9 离合器盖设计

3.10 本章小结

第4章 离合器关键零部件参数化设计

4.1 参数化设计概念

4.2 压盘参数化设计

4.3 膜片弹簧参数化设计

4.4 本章小结

第5章 离合器零件校核计算和有限元分析

5.1 离合器零件的校核计算

5.1.1 从动盘毂花键校核

5.1.2 压盘校核

5.1.3 传动片校核

5.1.4 力感应弹簧校核

5.1.5 螺旋弹簧校核

5.2 主要零件的有限元分析

5.2.1 离合器盖的有限元分析

5.2.2 膜片弹簧的有限元分析

5.3 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢

个人简历