膜片弹簧离合器的参数化设计与关键部件的性能分析

摘要

离合器是汽车与拖拉机传动系中与发动机直接联系的部件，其主要功用有传递(离合器接合)和切断(离合器分离)发动机动力、防止过载和降低传动系中的振动和噪声等。膜片弹簧离合器是将压紧弹簧由传统的螺旋弹簧变为膜片弹簧，从而使离合器具有转矩容量较大且较稳定和踏板操纵较轻便等优点。膜片弹簧离合器按分离轴承运动方式的不同可分为推式和拉式两种。推式离合器是当分离轴承向前推向飞轮时，离合器才分离；拉式离合器一般则是分离轴承向后拉离飞轮时，离合器才分离，两者各有其优缺点。本课题所研究的是推式膜片弹簧离合器。 本文通过对膜片弹簧离合器的工作原理和离合器所要传递的发动机动力的分析，来确定离合器中摩擦片和膜片弹簧两个主要零件的结构尺寸，根据膜片弹簧离合器设计方法，编写了参数化设计计算系统。该系统采用了模块化的设计方法具有设计计算模块和参数化模块。设计模块通过选取设计参数计算出摩擦片和膜片弹簧的结构尺寸，并将计算结果传递给参数化模块。参数化模块是在Pro/E中实现离合器实体模型和零件模型。在实体建模中使用 Pro/E 的二次开发工具 Pro/TOOLKIT 程序设计语言。 本文利用了有限元分析软件 ANSYS 对离合器中的膜片弹簧、压盘、盖三个关键部件进行了性能分析。对膜片弹簧利用几何非线性分析得到了膜片弹簧的非线性刚度线；对压盘做瞬态传热和结构变形计算得到了压盘热膨胀量的修形量；对盖的结构变形分析得到了盖的变形量以及弹簧安装的调整量。这些数据，为离合器零部件的生产制造提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1课题背景

1.2相关领域的发展

1.2.1离合器技术的发展状况及趋势

1.2.2CAD/CAE技术发展及趋势

1.3课题研究的内容和意义

第2章参数化设计工具简介

2.1 Pro/E软件简介

2.1.1 Pro/E的常用功能

2.1.2 Pro/E的使用特性

2.2 Visual C++6.0软件简介

2.2.1 Visual C++6.0概述

2.2.2 Visual C++6.0的优点

2.2.3面向对象方法的简介

2.3 Pro/E的高级开发工具包Pro/TOOLKIT简介

2.3.1 Pro/TOOLKIT概述

2.3.2 Pro/TOOLKIT应用程序设计

2.3.3 Pro/TOOLKIT的菜单设计

2.3.4三维参数化程序设计

2.3.5 MFC的可视化对话框设计技术

2.4有限元分析软件ANSYS

2.4.1有限元法简介

2.4.2 ANSYS的基本功能

第3章膜片弹簧离合器的设计

3.1离合器的转矩容量计算

3.1.1离合器基本参数的选择与计算

3.1.2离合器的校核计算

3.2膜片弹簧的设计与计算

3.2.1膜片弹簧设计参数的选择与计算

3.2.2膜片弹簧许用应力的选用与强度校核

第4章离合器的参数化设计系统

4.1离合器参数化设计系统的主界面

4.2离合器参数化设计系统的建模系统的设计

第5章膜片弹簧、盖、压盘的特性分析

5.1膜片弹簧的有限元分析

5.1.1膜片弹簧的载荷—变形特性曲线

5.1.2膜片弹簧的计算方法类型

5.1.3膜片弹簧的有限元计算方法

5.2压盘的有限元分析

5.2.1车用离合器的热容量计算

5.2.2压盘的有限元计算

5.3盖的有限元分析

第6章结论

参考文献

致谢