1、 1 计算机辅助设计及应用 课 程 设 计 说 明 书 专 业： 机械设计及自动化 班 级： 110106 班 姓 名： 李正辉 学 号： 20110130 号 指导教师： 于志新 李静 2014年 11月 19 日 2 目录 一、 课程设计任务 书 . 3 1、 设计目的 . 3 2、 设计任务 . 3 3、 设计要求 . 3 4、 日程安排 . 4 二、 磨片弹簧离合器的装配与仿真设计 . 4 1、 磨片弹簧离合器 的工作原理 . 4 2、 膜片弹簧离合器的结构及其优点 . 错误 !未定义书签。 2.1 膜片弹簧离合器的结构 2.2 膜片弹簧离合器的工作原理 2.3 膜片弹簧离合器的优点
2、3、 基本尺寸参数选择 . 7 4、 设计内容 4.1 膜片弹簧离合器 上壳体零件设计 4.2 装配设计 5、 仿真设计 . 20 6、 装配体爆炸图 . 22 7、 装配体工程图 . 22 三、 总结 . 23 四、 参考文献 . 23 3 一、 课程设计任务书 1、 设计目的 计算机辅助设计及应用课程设计是在学习计算机辅助设计及应用课程基础上，综合运用所学知识，应用 CATIA V5 软件进行具体零部件实体设计、曲面设计、装配设计及运动仿真的训练过程。其目的旨在分析了解产品对象的外形结构、工作原理与制造工艺的基础上，运用软件的测量、绘制、装配及模块转换功能，进行产品设计整个过程的综合应用与
3、训练。 2、 设计任务 磨片弹簧离合器 的装配与仿真设计 图 1-1 磨片弹簧离合器 3、 设计要求 （ 1）课程设计是一次较全面的设计训练，可以综合运用所学的专业课程知识，对以后的设计工作具有重要意义。在设计的过程中必须严肃认真，刻苦钻研，一丝不苟，精益求精，才能在设计思想、方法和技能方面获得较好的锻炼和提高。 （ 2）必须发挥设计的主动性，主动思考问题，积极完成设计任务。本次设计以计算机辅助三维设计能力为主，它需要是在长期的设计实践中逐步提高，要求利用现有 的设计资料，掌握与发展并存来提高自身设计能力。从模仿开始，逐渐达到熟练应用是我们不可缺少的能力。 （ 3）在设计操作绘图阶段，应拓宽思
4、路、应用更多的手段来解决图形问题。 （ 4）在设计的总体过程中，积极的听取他人的设计意见，形成团队研讨模式，采纳有价值的设计方法和观点。 4 4、 日程安排 2014-2015学年第一学期，第 10周至 11周（ 2014 年 11月 10日 2014 年11 月 21 日） （ 1） 磨片弹簧离合器 主要零件设计 （ 3.0 天） 1）尺寸测量及设计 （ 0.5天） 2）零件绘制 （ 2.5天） （ 2） 磨片弹簧离合器 总成的绘制与装配 （ 4.0 天） 1）总成的测量 （ 0.5天） 2）箱体及标准零件绘制 （ 1.5天） 3）产品装配设计 （ 1.5天） 4）生成工程图 （ 0.5天）
5、 （ 3）仿真设计 （ 2.0 天） 运动仿真设计 （ 1.0天 ） 撰写、整理说明书 （ 1.0天） （ 4） 答辩 （ 1.0 天） 二、 蜗杆曲柄指销式转向器机构的装配与仿真设计 2.1 蜗杆曲柄指销式转向器的工作原理 图 1-1 磨片弹簧离合器 膜片弹簧离合器是用 膜片弹簧 代替了一般 螺旋弹簧 以及分离杆机构而做成的 离合器 ，因为它布置在中央，所以也可算中央弹簧离合器。膜片弹簧是一个用薄弹簧钢板制成的带有一定锥度，中心部分开有许多均布径向槽的圆 锥形弹簧片。膜片弹簧是 碟形弹簧 的一种，由碟簧部分和分离指部分组成 。 5 由图 1-1 可知，离合器盖与发动机飞轮用螺栓紧固在一起，当
6、膜片弹簧被预加压紧，离合器处于接合位置时，由于膜片弹簧大端对压盘的压紧力，使得压盘与从动盘摩擦片之间产生摩擦力。当离合器盖总成随飞轮转动时 (构成离合器主动部分 )，就通过摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘 总成和变速器一起转动以传递发动机动力 ， 要分离离合器时，将离合器踏板踏下，通过操纵机构，使轴承总成前移推动膜片弹簧分离指，使膜片弹簧呈反锥形变形，其大端离开压盘，压盘在传动片的弹力作用下离开摩擦片，使从动盘总成处于分离位置，切断了发动机动力的传递。 2.2 膜片弹簧离合器的结构 膜片弹簧离合总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。 离合器盖 离合器盖一般为 120或 9
7、0旋转对称的板壳冲压结构，通过螺栓与飞轮联结在一起。离合器盖是离合器中结构形状比较复杂的承载构件，压紧弹簧的压 紧力最终都要由它来承受。 膜片弹簧 膜片弹簧是离合器中重要的压紧元件，在其内孔圆周表面上开有许多均布的长径向槽，在槽的根部制成较大的长圆形或矩形窗孔，可以穿过支承铆钉，这部分称之为分离指；从窗孔底部至弹簧外圆周的部分形状像一个无底宽边碟子，其截面为截圆锥形，称之为碟簧部分。 压盘 压盘的结构一般是环形盘状铸件，离合器通过压盘与发动机紧密相连。压盘靠近外圆周处有断续的环状支承凸台，最外缘均布有三个或四个传力凸耳。 6 传动片 离合器接合时，飞轮驱动离合器盖带动压盘一起转动，并通过压盘与
8、从动盘摩擦片之间的摩擦力使从动盘转动；在离合器分离时，压盘相对于离合器盖作自由轴向移动，使从动盘松开。这些动作均由传动片完成。传动片的两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接，一般采用周向布置。在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转；在离合器分离时，可利用它的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。 分离轴承总成 分离轴承总成由分离轴承、分离套筒等组成。分离轴承在工作时主要承受轴向分离力，同时还承受在高速旋转时离心力作用下的径向力。目前国产的汽车中多使用角接触推力球轴承，采用全密封结构和高 温铿基润滑脂，其端面形状与分离指舌尖部形状相配合，舌尖部为平面时采用球形端面，舌尖部为弧形
9、面时采用平端面或凹弧形端面 。 3、 技术参数 3.1、 离合器基本性能关系式 摩擦片或从动盘的外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸有决定性的影响，并根据离合器能全部传递发动机的最大转矩来选择。为了能可靠地传递发动机最大转矩 Te max，离合器的静摩擦力矩 Te f 应大于发动机最大转矩Te max，而离合器传递的摩擦力矩 N f 又决定于其摩擦面数 Z、摩擦系数 f、作用在摩擦面上的总压紧力 P与摩擦片平均摩擦半径 Rm。 f 摩擦系数，计算时一般取 0.25 0.30。（ 2.1） 该车型发动机最大转矩 Te max=102N m，取摩擦系数 f 为 3.0,可得离合器的静摩擦力
10、矩 N c = 102*3.0=306N m。 7 3.2后备系数的选择 离合器的后备系数，选择时应考虑摩擦片磨损后仍能传递 Te max 及避免起步时滑磨时间过长；同时应考虑防止传动系过载及操纵轻便等。 表 2.1后备系数表 本设计是基于长城赛弗 F1 汽车的离合器设计，该车型属于越野车类型，故选择本次设计的后背系数在 2.0 3.5之间选择。因为该车型为城市越野车，不需要太大的后备系数，取 =2.0。 3.3摩擦片外径的确定 摩擦片外径是离合器的基本尺寸，它关系到离合器的结构重量和使用寿命，它和离合器所需传递的转矩大小有一定关系。显然，传递大的转矩，就需要大的尺寸。发动机转矩是重要的参数，
11、当按发动机最大转矩来确定 D 时，可以查表2.2 来确定摩擦片外径 D 的尺。表 2.2离合器尺寸选择参数表所选的尺寸 D应符合有关标准 (JB1457-74)的规定。表 2.2给出了离合器摩擦片的尺寸系列和参数。另外，所选的 D 应符合其最大圆周速度不超过 65 70m/s 的要求，且重型汽车不应超过 50m/s。 表 2.3 离合器摩擦片尺寸系列和参数根据发动机参数该车型发动机最大转矩 Te max 为 102N m及表 2.1 可查出本车将使用单片式离合器，且离合器摩擦片外径为 180mm。再查表 2.3即可得到摩擦片的具体参数，如下：摩擦片外径 D=180mm 摩擦片内径 d=125m
12、m 摩擦片厚度 h=3.5mm 摩擦片内外径比 d/D=0.694 单面面积F=13200mm2 4、设计内容 4.1 主体零件的绘制过程 以 离合器盖 为主要零件 ， 采用曲面设计， 详述其绘制过程如下： （ 1） 单击【开始】 【形状】 【创成式外形设计】进入 曲面设计界面 ， XY 平面，使用草图 命令进入草图绘制界面，并绘制出如图 2-2 所示的草图。 8 图 1-2 2）选择退出工作台 命令，退出草图界面，并使用旋转 曲面 命令将草图旋转成 旋转曲面 ，单击确定完成，如图 2-3所示： 图 1-3 9 3)在曲面上画出一个圆，选中所画圆用旋转命令画出其他 9 个圆 图 1-4 4）将上一个草图拉伸曲面 图 1-5 5）修剪 图 1-6 10 6） 创建偏移平面，在新创建的平面上画出上曲面草图 图 1-7 7）拉伸上曲面草图 图 1-8 8）重复上两步，作出下曲面草图 图 1-9
