毕业设计论文摩擦离合器扭转振动试验台设计.docx

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1、摘要离合器是汽车动力传动系统的关键部件，离合器性能参数是影响动力传动系统扭转振动的关键因素，对离合器性能参数进行测试，是离合器厂家验证离合器设计结果的重要手段。开发摩擦离合器扭转振动试验台，对摩擦离合器生产企业具有重要的意义。本课题的主要任务是设计一个摩擦离合器扭转振动试验台。本试验台能完成摩擦离合器转速、转矩、大性能、小性能、空载、温升、寿命性能的测试。本试验台主要由直流调速电机、联轴器、减速器、飞轮、电磁制动器、传感器及机座构成。本次课题首先，通过对摩擦离合器各扭转振动要求进行分析，在此分析基础上提出了其设计方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各测试项目测试原理及主要构成件进

2、行了设计；最后，通过AUtoCAD制图软件绘制了装配图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AU1OCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词：摩擦离合器，扭转振动，试验台，设计AbstractC1utchisthekeycomponentofautomobi1epowertransmissionsystem.C1utchperformanceparametersarethekeyfactorsaffectingthetorsiona1vibrationofpowertransmissionsystem.Testingc1u

3、tchperformanceparametersisanimportantmeansforc1utchmanufacturerstoverifythec1utchdesignresu1ts.Thedeve1opmentoftorsiona1vibrationtest-bedforfrictionc1utchisofgreatsignificancetotheproductionenterprisesoffrictionc1utch.Themaintaskofthissubjectistodesignatorsiona1vibrationtest-bedforfrictionc1utch.Thi

4、stest-bedcancomp1etethetestofspeed,torque,1argeperformance,sma11performance,no-1oad,temperatureriseand1ifeperformanceoffrictionc1utch.Thetest-bedismain1ycomposedofDCspeedregu1atingmotor,coup1ing,reducer,f1ywhee1,e1ectromagneticbrake,sensorandseat.Firstofa11,throughtheana1ysisofthetorsiona1vibrationr

5、equirementsoffrictionc1utch,thedesignschemeisputforwardbasedontheana1ysis;then,themaintechnica1parametersareca1cu1atedandse1ected;then,thetestingprincip1esandmaincomponentsofeachtestprojectaredesigned;fina11y,theassemb1ydrawingandthemainpartsdrawingaredrawnbyAutoCADdrawingsoftware.Throughthisdesign,

6、wehaveconso1idatedourprofessiona1know1edge,masteredthedesignmethodofordinarymechanica1productsandcanski11fu11yuseAutoCADdrawingsoftware,whichisofgreatsignificancetoourfutureworkand1ife.Keywords:E1ectromagneticc1utch,PerformancetestTest-bed,Design摘要IAbstractI1第1章绪论11.1研究背景及意义112摩擦离合器概述11.2.1 简介11.2.2

7、 功能11.2.3 类型21.2.4 主要组成及工作原理21.3国内外研究现状3第2章总体设计52. 1设计要求52.1.1 研究内容要求52.1.2 参数要求如下52. 2方案设计52.1.1 总体布置52.1.2 各系统方案62. 3各项扭转振动原理及方法72.1.1 速、转矩、大、小扭转振动72.1.2 空载扭转振动82.1.3 温升扭转振动82.1.4 寿命扭转振动8第3章构成件的选择与设计103. 1电动机的选择103.1.1 电动机类型选择103.1.2 电机型号选择103. 2减速装置设计103.1.1 传动比计算113.1.2 齿轮传动设计113. 3传动轴的设计与校核153.

8、1.1 尺寸与结构设计计算153.1.2 强度校核计算163. 4飞轮的设计183. 5标准件的选择与校核203.1.1 轴承203.1.2 联轴器203.1.3 键213. 6辅助装置的选择213.1.1 电磁制动器的选择213.1.2 数据采集传感器的选择223.7底座机架的设计223.7.1 机架的选择与设计233.7.2 机架连接螺栓的校核23第4章基于Pro/E的三维设计264. 1Pro/E三维设计软件概述264. 2三维设计274.1.1 底座274.1.2 支座274.1.3 主轴284.1.4 飞轮284.1.5 连接板284.1.6 三维装配29总结30参考文献31致谢32

9、第1章绪论1.1 研究背景及意义离合器是汽车动力传动系统的关键部件，离合器性能参数是影响动力传动系统扭转振动的关键因素，对离合器性能参数进行测试，是离合器厂家验证离合器设计结果的重要手段。开发摩擦离合器扭转振动试验台，对摩擦离合器生产企业具有重要的意义。作为传动系统的主打部件，具体工作状况多变，怎样去评估一个摩擦离合器的性能特性是研究人员和生产厂家所必须解决的重要问题，而各种性能的分析，只能通过在特定的测试台上去实验，模拟，分析。通过离合器测试台的分析和实验，可以尽早了解到离合器在运行过程的可能存在的各种隐患，减少维修费用，防止出现事故，从而增加了摩擦离合器使用的可靠性，安全性，和经济效益，故

10、而摩擦离合器测试台的设计过程变得非常重要，他的性能优劣直接联系到被测的摩擦离合器的各种性能指标的测试结果，如何进一步优化测试台的设计，是我们当前研究所需要解决的重要问题，为了实时检测摩擦离合器的操纵性能和安全性能，完成对转矩转速，温升等方面的测定，通过测试台对离合器进行探讨，以掌握离合器的各种性能。1. 2摩擦离合器概述1.1.1 简介摩擦离合器是应用得最广也是历史最久的一类离合器，它基本上是由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组点成。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动动力的基本结构，而离合器的操纵机构主要是使离合器分离的装置。1.1.2 功能摩擦离合器是船舶推进

11、轴系的重要部件之一，它利用摩擦面之间的机械摩擦力，把扭矩由主动轴传到从动轴，并且根据工作需要可使主机与从动轴接合或脱离。通常，以非反转式发动机（高速柴油机）作为主机的各种功率的推进系统多采用摩擦离合器。近年来，在大功率中速柴油机单机或并车传动机组中，离合器也得到广泛应用。摩擦离合器的作用除传递动力外，还要在适当的时候使主动轴与从动轴接合或脱开，利于主机空载启动；多机并车时，通过它使部分机组工作；对非反转柴油机实现倒车和双速传动；微速航行。摩擦离合器一般位于发动机和齿轮箱之间，或与齿轮组合成具有离合、正倒车功能的齿轮箱总成，是发动机与轴系之间连接的主要部件。离合器的输出轴就是齿轮箱的输入轴。如果

12、发动机和负载之间没有离合器，则发动机一启动，就会产生很大的惯性力，对发动机形成巨大的阻力矩，造成发动机转速急剧下降甚至熄火。若启动时有离合器，可先利用离合器将发动机与齿轮箱分离，然后在加大油门的同时与离合器逐步接合，经过离合器传动的扭矩逐步增加，船舶的推进力也逐步增加，当推进力大于行驶阻力时，船舶就由静止状态开始运动并逐步加速，因而保证船舶的平稳起航是离合器的主要功能之一。离合器的另一个功能是保证工况切换平稳。当紧急制动时如果没有离合器，巨大的惯性力会使传动系统超负荷工作，不仅影响传动装置甚至会破坏发动机零部件。此外,离合器和齿轮的组合可使传动装置具有倒车功能。1.1.3 类型圆盘摩擦离合器：

13、摩擦件为圆盘，分单盘和多盘两种，并有干式和湿式之分。单盘式结构简单，只有一对摩擦面，从动部分惯量很小，散热性好，调整方便，分离彻底，但所能传递的扭矩小，一般不超过IOOO牛.米。多盘式有多对摩擦面，传递的扭矩可达8X106牛.米。如要求传递大扭矩，可增加摩擦面对数，而不必增大离合器的径向尺寸和轴向压紧力，这有利于降低离合器的转动惯量。多盘式结构紧凑，可采用不同材料的摩擦面，便于制造、安装和调整，允许在变速下接合，应用广泛；但摩擦面对数过多会影响离合灵活性，甚至卸去压紧力后，主、从摩擦件仍不能彻底脱开，造成摩擦面的过量磨损。通常干式摩擦面应少于15对，湿式应少于30对。湿式摩擦离合器的摩擦件浸在

14、油中工作，常为多盘式，比干式磨损小，散热好，温升低，寿命长，所能传递的扭矩大。圆锥摩擦离合器：摩擦件为截锥体，分单锥和双锥两种。这种离合器结构简单，接合平稳，分离彻底；能产生较大的摩擦力，摩擦面磨损后一般不需人工调整，由于单锥式只有一对圆锥摩擦面，双锥式也只有两对摩擦面，如要传递大扭矩必须增大锥体的径向尺寸。减小锥角可增加摩擦力，但内外锥面不易分离。通常，摩擦面材料为金属金属时，锥顶半角应不小于7。；为皮革金属时，应不小于12。摩擦离合器主要构成如下：（1）主动部分：飞轮、离合器盖（不是离合器壳）、压盘；（2）从动部分：带有扭转减振器的从动盘组件（从动轮毂、从动盘本体、摩擦片）；（3）压紧部分

15、：16个圆周分布的螺旋弹簧；（4）操纵机构：分离杠杆、带分离轴承的分离套筒和分离叉（位于离合器内部的部分）发动机飞轮是离合器的主动件，带有摩擦片的从动盘和从动毂借滑动花键与从动轴（即变速器的主动轴）相连。压紧弹簧则将从动盘压紧在飞轮端面上。发动机转矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上，再由此经过从动轴和传动系中一系列部件传给驱动轮。压紧弹簧的压紧力越大，则离合器所能传递的转矩也越大。由于汽车在行驶过程中，需经常保持动力传递，而中断传动只是暂时的需要，因此汽车离合器的主动部分和从动部分是经常处于接合状态的。摩擦副采用弹簧压紧装置即是为了适应这一要求。当希望离合器分离时，只要踩下离合器操纵机构中的踏板，套在从动盘毂的环槽中的拨又便推动从动盘克服压紧弹簧的压力向松开的方向移动，而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力的传递。当需要重新恢复动力传递时，为使汽车速度和发动机转速变化比较平稳，应该适当控制离合器踏板回升的速度，使从动盘在压紧弹簧压力作用下，向接合的方向移动与飞轮恢复接触。二者接触面间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩也逐渐增加。当飞轮和从动盘接合还不紧密，二者之间摩擦力矩比较小时，二者可以不同步旋转，即离合器处于打滑状态。随着飞轮和从动盘接合紧密程度的逐步增大，二者转速也渐趋相等。直到离合器完全接合而停止打