目 录
第1章 绪论 ........................................................ 3 1.1离合器概述 .................................................... 3 1.2离合器的功用 .................................................. 3 1.3离合器的工作原理 .............................................. 4 1.4 膜片弹簧离合器概述 ............................................ 5 1.5 拉式膜片弹簧离合器的优点 ...................................... 6 第2章 离合器结构方案选取 ........................................... 7 2.1 离合器车型的选定 .............................................. 7 2.2 离合器设计的基本要求 .......................................... 7 2.3 离合器结构设计 ................................................ 8 2.3.1 摩擦片的选择 .............................................. 8 2.3.2 压紧弹簧布置形式的选择 .................................... 8 2.3.3 压盘的驱动方式 ........................................... 9 第3章 离合器基本结构参数的确定 .................................... 9 第4章 离合器后备系数Β的确定 ..................................... 10 第5章 单位压力P 的确定 ........................................... 11 第6章 膜片弹簧设计 ............................................... 11 6.1膜片弹簧尺寸 ................................................. 11 6.2 膜片弹簧主要参数的选择 ....................................... 13 6.2.1 比较H/h 的选择 ........................................... 13 6.2.2 R/r 选择.................................................. 13 6.2.3圆锥底角.................................................. 13 6.2.4切槽宽度.................................................. 14 6.2.5压盘加载点半径1R 和支承环加载点半径1r 的确定 ................ 14 6.3 膜片弹簧的优化设计 .......................................... 14 6.4膜片弹簧工作点模拟 ........................................... 15 第7章 扭转减振器设计 ............................................. 15 第8章 减振弹簧设计 ............................................... 16 8.1减振弹簧的安装位置 ........................................... 16 8.2全部减振弹簧总的工作负荷Z P ................................... 16 8.3单个减振弹簧的工作负荷P ..................................... 16 8.4减振弹簧尺寸 ................................................. 17 第9章 从动盘毂设计 .. (18)
第10章离合器盖的设计 (19)
参考文献 (21)
第1章绪论
1.1离合器概述
按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。顾名思义，离合器是“离”与“合”矛盾的统一体。离合器的工作，就是受驾驶员操纵，或者分离，或者接合，以完成其本身的任务。离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构，其功用是能够在必要时中断动力的传递，保证汽车平稳地起步；保证传动系换档时工作平稳；限制传动系所能承受的最大扭矩，防止传动系过载。为使离合器起到以上几个作用，目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器，摩擦离合器所能传递的最大扭矩取决于摩擦面间的工作压紧力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面状况等。即主要取决于离合器基本参数和主要尺寸。膜片弹簧离合器在技术上比较先进，经济性合理，同时其性能良好，使用可靠性高寿命长，结构简单、紧凑，操作轻便，在保证可靠地传递发动机最大扭矩的前提下，有以下优点：
（1）结合时平顺、柔和，使汽车起步时不震动、冲击；
（2）离合器分离彻底；
（3）从动部分惯量小，以减轻换档时齿轮副的冲击；
（4）散热性能好；
（5）高速回转时只有可靠强度；
（6）避免汽车传动系共振，具有吸收震动、冲击和减小噪声能力；
（7）操纵轻便；
T和后备系数 保持稳定）；
（8）工作性能（最大摩擦力矩
e
max
（9）使用寿命长。
1.2离合器的功用
离合器可使发动机与传动系逐渐接合，保证汽车平稳起步。如前所述，现代车用活塞式发动机不能带负荷启动，它必须先在空负荷下启动，然后再逐渐加载。发动机启动后，得以稳定运转的最低转速约为300～500r/min，而汽车则只能由静止开始起步，一个运转着的发动机，要带一个静止的传动系，是不能突然刚性
接合的。因为如果是突然的刚性连接，就必然造成不是汽车猛烈攒动，就是发动机熄火。所以离合器可使发动机与传动系逐渐地柔和地接合在一起，使发动机加给传动系的扭矩逐渐变大，至足以克服行驶阻力时，汽车便由静止开始缓慢地平稳起步了。
虽然利用变速器的空档，也可以实现发动机与传动系的分离。但变速器在空档位置时，变速器内的主动齿轮和发动机还是连接的，要转动发动机，就必须和变速器内的主动齿轮一起拖转，而变速器内的齿轮浸在黏度较大的齿轮油中，拖转它的阻力是很大的。尤其在寒冷季节，如没有离合器来分离发动机和传动系，发动机起动是很困难的。所以离合器的第二个功用，就是暂时分开发动机和传动系的联系，以便于发动机起动。
汽车行驶中变速器要经常变换档位，即变速器内的齿轮副要经常脱开啮合和进入啮合。如在脱档时，由于原来啮合的齿面压力的存在，可能使脱档困难，但如用离合器暂时分离传动系，即能便利脱档。同时在挂档时，依靠驾驶员掌握，使待啮合的齿轮副圆周速度达到同步是较为困难的，待啮合齿轮副圆周速度的差异将会造成挂档冲击甚至挂不上档，此时又需要离合器暂时分开传动系，以便使与离合器主动齿轮联结的质量减小，这样即可以减少挂挡冲击以便利换档。
离合器所能传递的最大扭矩是有一定限制的，在汽车紧急制动时，传动系受到很大的惯性负荷，此时由于离合器自动打滑，可避免传动系零件超载损坏，起保护作用。
1.3离合器的工作原理
如图1.1所示，摩擦离合器一般是有主动部分、从动部分组成、压紧机构和操纵机构四部分组成。
离合器在接合状态时，发动机扭矩自曲轴传出，通过飞轮2和压盘借摩擦作用传给从动盘3，在通过从动轴传给变速器。当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆，分离叉、分离套筒和分离轴承8，将分离杠杆的内端推向右方，由于分离杠杆的中间是以离合器盖5上的支柱为支点，而外端与压盘连接，所以能克服压紧弹簧的力量拉动压盘向左，这样，从动盘3两面的压力消失，因而摩擦力消失，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处于分离状态。当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此时压紧弹簧就推动压盘向右，
仍将从动盘3压紧在飞轮上2，这样发动机的扭矩又传入变速器。
图1.1 离合器总成
1-轴承2-飞轮3-从动盘4-压盘5-离合器盖螺栓
6-离合器盖7-膜片弹簧8-分离轴承9-轴
1.4 膜片弹簧离合器概述
膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型载货汽车上广泛采用的一种离合器。因其作为压簧，可以同时兼起分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，质量减少，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。另外由于膜片弹簧具有非线性弹性特性，故能在从动盘摩擦片磨损后，弹簧仍能可靠的传递发动机的转矩，而不致产生滑离。离合器分离时，使离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。此外，因膜片是一种对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很少，而周布置弹离合器在高速时，因受离心力作用会产生横向挠曲，弹簧严重鼓出，从而降低了对压盘的压紧力，从而引起离合器传递转矩能力下降。那么可以看出，对于轻型车膜片弹簧离合器的设计研究对于改善汽车离合器各方面的性能具有十分重要的意义。
作为压紧弹簧的所谓膜片弹簧，是由弹簧钢冲压成的，具有“无底碟子”形状的截锥形薄壁膜片，且自其小端在锥面上开有许多径向切槽，以形成弹性杠杆，而其余未切槽的大端截锥部分则起弹簧作用。膜片弹簧的两侧有支承圈，而后者借助于固定在离合器盖上的一些（为径向切槽数目的一半）铆钉来安装定位。当
离合器盖用螺栓固定到飞轮上时，由于离合器盖靠向飞轮，后支承圈则压膜片弹簧使其产生弹性变形，锥顶角变大，甚至膜片弹簧几乎变平。同时在膜片弹簧的大端对压盘产生压紧力使离合器处于结合状态。当离合器分离时，分离轴承前移膜片弹簧压前支承圈并以其作为支点发生反锥形的转变，使膜片弹簧大端后移，并通过分离钩拉动压盘后移使离合器分离。膜片弹簧离合器具有很多优点：首先，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此设计摩擦片磨损后，弹簧压力几乎不变，且可以减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对称的，因此其压紧力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著缩短了轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，摩擦均匀，也易于实现良好的通风散热等。
由于膜片弹簧离合器具有上述一系列优点，并且制造膜片弹簧离合器的工艺水平在不断提高，因此这种离合器在轿车及微型、轻型客车上得到广泛运用，而且正大力扩展到载货汽车和重型汽车上，国外已经设计出了传递转矩为80~~2000N.m、最大摩擦片外径达420的膜片弹簧离合器系列，广泛用于轿车、客车、轻型和中型货车上。甚至某些总质量达28~32t的重型汽车也有采用膜片弹簧离合器的，但膜片弹簧的制造成本比圆柱螺旋弹簧要高。膜片弹簧离合器的操纵曾经都采用压式机构，即离合器分离时膜片弹簧弹性杠压杆内端的分离指处是承受压力。当前膜片弹簧离合器的操纵机构已经为拉式操纵机构所取代。后者的膜片弹簧为反装，并将支承圈移到膜片弹簧的大端附近，使结构简化，零件减少、装拆方便；膜片弹簧的应力分布也得到改善，最大应力下降；支承圈磨损后仍保持与膜片的接触使离合器踏板的自由行程不受影响。而在压式结构中支承圈的磨损会形成间隙而增大踏板的自由行程。
1.5 拉式膜片弹簧离合器的优点
与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更少；拉式膜片弹簧是中部与压盘相压在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同
的转矩时，可采用尺寸较小的结构；在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率更高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承减少了摩擦损失，传动效率较高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一般可减少约~
25；无论在接合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖%
30
%
支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和哭声；使用寿命更长。
第2章离合器结构方案选取
2.1 离合器车型的选定
本设计针对的车型是大众帕萨特Passat 2.0。
其基本参数如下：
车型：大众
整车质量：1290（kg）
一挡传动比：3.07
发动机最高转速:5350r/min
主减速比：4.12
最大转矩：165（N.m）
轮胎规格：195/65R15/6J
驱动形式：FRONT
2.2 离合器设计的基本要求
为了保证离合器具有良好的工作性能，设计离合器应满足以下要求：
1)在任何行驶条件下，都能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储
备，又能防止传动系过载。
2)接合时要完全、平顺、柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。
3)分离要迅速、彻底。
4)从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减
小同步器的磨损。
5)具有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延
长其使用寿命。
6)应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声
的能力。
7)操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。
8)作用在从动盘上的总压力和摩擦离合器和摩擦材料的摩擦因数在离合器工
作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能。
9)具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长。
10)结构应简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便。
2.3 离合器结构设计
2.3.1 摩擦片的选择
单片离合器因为结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底接合平顺，所以被广泛使用于轿车和中、小型货车，因此该设计选择单片离合器。
2.3.2 压紧弹簧布置形式的选择
离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式等。其中膜片弹簧的主要特点是用一个膜片弹簧代替螺旋弹簧和分离杠杆。膜片弹簧与其他几类相比又有以下几个优点：
（1）由于膜片弹簧有理想的非线性特征,弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大致不变，从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的能力不变。当离合器分离时，弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高，而是降低，从而降低踏板力；
（2）膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；
（3）高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱弹簧压紧力明显下降；
（4）由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命；
（5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长；
（6）平衡性好；
（7）有利于大批量生产，降低制造成本。
但膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材料质量和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此，我选用膜片弹簧式离合器。
2.3.3 压盘的驱动方式
在膜片弹簧离合器中，扭矩从离合器盖传递到压盘的方法有三种[9]： （1）凸台—窗孔式：它是将压盘的背面凸起部分嵌入在离合器盖上的窗孔内，通过二者的配合，将扭矩从离合器盖传到压盘上，此方式结构简单，应用较多；缺点：压盘上凸台在传动过程中存在滑动摩擦，因而接触部分容易产生分离不彻底。
（2）径向传动驱动式：这种方式使用弹簧刚制的径向片将离合器盖和压盘连接在一起，此传动的方式较上一种在结构上稍显复杂一些，但它没有相对滑动部分，因而不存在磨损，同时踏板力也需要的小一些，操纵方便；另外，工作时压盘和离合器盖径向相对位置不发生变化，因此离合器盖等旋转物件不会失去平衡而产生异常振动和噪声。
（3） 径向传动片驱动方式：它用弹簧钢制的传动片将压盘与离合器盖连接在一起，除传动片的布置方向是沿压盘的弦向布置外，其他的结构特征都与径向传动驱动方式相同。经比较，我选择径向传动驱动方式。
第3章 离合器基本结构参数的确定
摩擦片外径是离合器的主要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。
当离合器结构形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩max e T 已知，适当选取后备系数β和单位压力P 0，可估算出摩擦片外径。
摩擦片外径D （mm ）也可以根据发动机最大转矩max e T （N.m ）按如下经验公式选用
max e D T K D （3.1）
式中，D K 为直径系数，取值范围见表3-1 。 由选车型得max e T = 165N ·m ，D K =14.6， 则将各参数值代入式后计算得 D=187.54mm
表3-1 直径系数D K 的取值范围
根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表3-2
表3-2 离合器摩擦片尺寸系列和参数（即GB1457—74）
可取：摩擦片相关标准尺寸：
外径D=250mm 内径d=155mm 厚度h=3.5mm
内径与外径比值C ′=0.589 1－3C '=0.762
第4章 离合器后备系数β的确定
后备系数β是离合器的重要参数，反映离合器传递发动机最大扭矩的可靠程度，选择β时，应从以下几个方面考虑：a. 摩擦片在使用中有一定磨损后，离合器还能确保传递发动机最大扭矩；b. 防止离合器本身滑磨程度过大；c. 要求能够防止传动系过载。通常轿车和轻型货车β=1.2～1.75。
本设计的是1.3吨微型轿车离合器，参看有关统计质料“离合器后备系数的取值范围”（见下表4-1），并根据最大总质量不超过6吨的载货汽车β=1.20—1.75，结合设计实际情况，故选择β=1.7。 则有β可有表3.1查得 β＝1.7。
表4-1 离合器后备系数的取值范围
第5章 单位压力P 的确定
摩擦面上的单位压力P 的值和离合器本身的工作条件,摩擦片的直径大小,后备系数,摩擦片材料及质量等有关.
离合器使用频繁,工作条件比较恶劣(如城市用的公共汽车和矿用载重车),单位压力P 较小为好。当摩擦片的外径较大时也要适当降低摩擦片摩擦面上的单位压力P 。因为在其它条件不变的情况下，由于摩擦片外径的增加，摩擦片外缘的线速度大，滑磨时发热厉害，再加上因整个零件较大，零件的温度梯度也大，零件受热不均匀，为了避免这些不利因素，单位压力P 应随摩擦片外径的增加而降低。
前面已经初步确定了摩擦片的基本尺寸；
外径D=250㎜ 内径d=155㎜ 厚度h=3.5㎜ 内径与外径比值C ′=0.589 1－3C '=0.762 由公式D 3πfZP （1-c 3）=12βmax e T 得 P=0.18mpa
第6章 膜片弹簧设计
6.1膜片弹簧尺寸
（1）摩擦片外径D （mm ）的选取应使最大圆周速度0v 不超过65～70m/s ，即
7010250535060
1060
33max =???=
?=
--π
π
D n v e D m/s 70~65≤m/s
式中，0v 为摩擦片最大圆周速度（m/s ）；max e n 为发动机最高转速(r/min)。 （2）摩擦片的内、外径比'C 应在0.53～0.70范围内，即
7.062.053.0'≤=≤C
（3）为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，不同车型的β值应在一定范围内，最大范围为1.2～4.0。
（4）为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d 必须大于减振器振器弹簧位置直径02R 约50mm ，即
5021550+>=R mm d mm =150mm
（5）为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，对于不同车型，单位压力0p 的最大范围为0.11～1.50MPa ,即
10.0MPa 18.00=≤p MPa 50.1≤MPa
（6）为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生
烧伤,离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值,即
()
[]4.013.042
2=≤=-=
ωπωd
D Z W
式中,ω为单位摩擦面积滑磨(J/mm 2)；[]ω为其许用值(J/mm 2)，对于乘用车：
40.0][=ωJ/mm 2，对于最大总质量小于6.0t 的商用车：33.0][=ωJ/mm 2，对于
最大总质量大于6.0t 商用车：25.0][=ωJ/mm 2：W 为汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功（J ），可根据下式计算
???
? ??=
2202221800g r a e i i r m n W π
式中，a m 为汽车总质量(Kg)；r r 为轮胎滚动半径（m ）；g i 为汽车起步时所用变速器挡位的传动比；0i 为主减速器传动比；e n 为发动机转速r/min ，计算时乘用车取2000r/min ，商用车取1500r/min 。其中：17.60=i 913.51=g i 6.0=r r m
4325=a m Kg 得527.14431=W J ，得][33.0327.0ωω=≤=，合格。
6.2 膜片弹簧主要参数的选择
6.2.1 比较H/h 的选择
此值对膜片弹簧的弹性特性影响极大，分析式（3.10）中载荷与变形1之间的函数关系可知，当2
1-2/<
h H 2-2/=h H 3-22/2< 4-22/=h H 5-22/>h H 图6.1 膜片弹簧的弹性特性曲线 为保证离合器压紧力变化不大和操纵方便，汽车离合器用膜片弹簧的H/h 通常在1.5～2范围内选取。常用的膜片弹簧板厚为2～4mm ，本设计2=h H ，h=3mm ，则H=6mm 。 6.2.2 R/r 选择 通过分析表明，R/r 越小，应力越高，弹簧越硬，弹性曲线受直径误差影响越大。汽车离合器膜片弹簧根据结构布置和压紧力的要求，R/r 常在1.2～1.3 的 范围内取值。本设计中取25.1=r R ，摩擦片的平均半径25.1014 =+=d D R c mm ，c R r > 取102=r mm 则128=R mm 取整118=R mm 。 6.2.3圆锥底角 汽车膜片弹簧在自由状态时，圆锥底角α一般在15~9°范围内，本设计中 ())r R H r R H -≈-=arctan α 得95.12=α°在15~9°之间，合格。分离指数常 取为18，大尺寸膜片弹簧有取24的，对于小尺寸膜片弹簧，也有取12的，本 设计所取分离指数为18。 6.2.4切槽宽度 5.3~2.31=δmm ，10~92=δmm ，取31=δmm ，102=δmm ，e r 应满足 2δ≥-e r r 的要求。 6.2.5压盘加载点半径1R 和支承环加载点半径1r 的确定 1r 应略大于且尽量接近r ，1R 应略小于R 且尽量接近R 。本设计取1251=R mm ，1051=r mm 。膜片弹簧应用优质高精度钢板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。国内常用的碟簧材料的为60SizMnA ，当量应力可取为1600～1700N/mm 2。 6.3 膜片弹簧的优化设计 （1）为了满足离合器使用性能的要求，弹簧的h H 与初始锥角()r R H -=α应在一定范围内，即 2.226.1≤=≤h H ()1595.129≤=-≈≤r R H α （2）弹簧各部分有关尺寸的比值应符合一定的范围，即 35.125.120.1≤=≤r R 10085270≤=≤h R （3）为了使摩擦片上的压紧力分布比较均匀，推式膜片弹簧的压盘加载点半径 1R （或拉式膜片弹簧的压盘加载点半径1r ）应位于摩擦片的平均半径与外半径之间，即 推式： 24/)(1D R d D ≤≤+ 拉式： 1252/12525.1014/)(1=≤=≤=+D R d D （4）根据弹簧结构布置要求，1R 与R ，f r 与0r 之差应在一定范围内选取，即 6311≤=-≤R R 6301≤=-≤r r 400≤-≤r r f （5）膜片弹簧的分离指起分离杠杆的作用，，因此杠杆比应在一定范围内选取，即 推式： 5.43.21 11≤--≤ r R r r f 拉式： 0.95.31 11≤--≤ r R r R f 由（4）和（5）得38=f r mm ，360=r mm 。 6．4膜片弹簧工作点模拟 图6-2膜片弹簧工作点位置 第7章 扭转减振器设计 减震器极转矩 3300.2max ==e j T T N·m 摩擦转矩 05.2817.0max ==e u T T N·m 预紧转矩 75.2415.0max ==e n T T N·m 极限转角 12~3=j ?° 取5° 扭转角刚度 429013=≤j T k ?N ·m/rad 第8章 减振弹簧设计 8.1减振弹簧的安装位置 2)75.0~60.0(0d R =， 结合5020+>R d mm ，得0R 取50mm ，则 6533.02 =d R 。 8.2全部减振弹簧总的工作负荷Z P 26401==R T P j Z N 8.3单个减振弹簧的工作负荷P 440==Z P P Z N 式中Z 为减振弹簧的个数，按表8.1选择： 取Z=6 表8.1 减振弹簧个数的选取 图8.1 扭转减振器 8.4减振弹簧尺寸 1）弹簧中径Dc 根据根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）知，其一般由布置结构来决定，通常Dc=11～15mm 故取： Dc=12mm 2）弹簧钢丝直径d d=3 ] [8τπPDc 式中，扭转许用应力τ[]可取550～600Mpa,故取为550Mpa 所以： d=36 3 10 55010126778?????-π=3.0mm 3）减振弹簧刚度k 根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）式4.7.13知，应根据已选定的减振器扭转刚度值k ?及其布置尺寸R1确定，即： k= )/(1000R k 2 1mm N n ? 则： K=)/(286.0mm N 4）减振弹簧有效圈数i == k D Gd i c 3 48 4.2 5）减振弹簧总圈数n 其一般在6圈左右，与有效圈数i 之间的关系为： n=i +(1.5～2)=6 减振弹簧最小高度： dn d n l 1.1)(min ≈+=δ=18mm 弹簧总变形量： 677 / 1.84367 l P K ?== =mm 减振弹簧总变形量0l ： 0l =l l ?+min =22.11+1.84=23.95mm 减振弹簧预变形量： 1'kZR T l n = ?=3 18 0.1736764810 -≈??? 减振弹簧安装工作高度l ： '0l l l ?-==23.95-0.17=22.78mm 6）从动片相对从动盘毂的最大转角α 最大转角α和减振弹簧的工作变形量)('''''l l l l ?-?=??有关，其值为： )2/arcsin(21"R l ?=α=1.95° 7）限位销与从动盘毂缺口侧边的间隙1λ αλsin 21R = 式中，2R 为限位销的安装尺寸。1λ值一般为：2.5～4mm 。所以可取1λ为3mm, 2R 为88mm. 8）限位销直径'd 'd 按结构布置选定：一般'd ＝9.5～12mm 。可取'd 为10mm 。 第9章 从动盘毂设计 从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它几乎承受由发动机传来的全部转矩。它一般采用齿侧对中的矩形花键安装在变速器的第一轴上，花键的尺寸可根据摩擦片的外径D 与发动机的最大转矩max e T 由表9.1选取： 一般取1.0～1.4倍的花键轴直径。从动盘毂一般采用碳钢，并经调质处理，表面和心部硬度一般26～32HRC 。为提高花键内孔表面硬度和耐磨性，可采用镀铬工艺；对减振弹簧窗口及与从动片配合处，应进行高频处理。取10=n ， 35'=D mm ，28'=d mm ，4=t mm ，35=l mm ，2.10=c σMPa 。 验证：挤压应力的计算公式为：nlt R c = σ 式中，P 为花键的齿侧面压力，它由下式确定： Z d D T P e )(4' 'max += 从动盘毂轴向长度不宜过小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离底， 'D ，'d 分别为花键的内外径； Z 为从动盘毂的数目；取Z=1 h 为花键齿工作高度；2/)(''d D h -= 得476.10=P N ，6.8=c σMPa 2.10≤MPa ，合格。 表9.1 花健的的选取 第10章 离合器盖的设计 离合器盖一般都与飞轮固定在一起，通过它传递发动机的一部分转矩。此外，它还是离合器压紧弹簧和分离杠杆的支承壳体。因此，在设计中应注意以下几个问题： （1）离合器的刚度 离合器分离杠杆支承在离合器盖上，如果盖的刚度不够，即当离合器分离时，可能会使盖产生较大的变形，这样就会降低离合器操纵机构的传动效率，严重时 还可能造成离合器分离不彻底，引起摩擦片的早期磨损，还会造成变速器的换档困难。因此为了减轻重量和增加刚度，该离合器盖采用厚度约为4㎜的低碳钢板（如08钢板）冲压成带加强筋和卷边的复杂形状。 （2）离合器的通风散热 为了加强离合器的冷却离合器盖必须开有许多通风窗口，通常在离合器压紧弹簧座处开有通风窗口。 （3）离合器的对中问题 离合器盖内装有分离杠杆、压盘、压紧弹簧等重要零件，因此它相对与飞轮必须有良好的对中，否则会破坏离合器的平衡，严重影响离合器的工作。 离合器盖的对中方式有两种，一种是用止口对中，另有种是用定位销或定位螺栓对中，由于本设计选用的是传动片传动方式，因而离合器盖通过一外圆与飞轮上的内圆止口对中. 1 《汽车设计》课程设计 题目:汽车离合器设计 专业：交Y 班级：091 学号：200900207XXX 姓名：XXX 指导老师：韦志林 完成日期： 成绩: 1 目录 任务与背景分析 (4) 1离合器主要参数选择 (5) 1.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b (5) 1.2 后备系数β (5) P (6) 1.3 单位压力 1.4 摩擦因数f、离合器间隙Δt (6) 2 离合器基本参数的优化 (6) 2.1 设计变量 (6) 2.2 目标函数 (7) 2.3 约束条件 (7) 3摩擦片尺寸校核与材料选择。 (7) 4膜片弹簧的设计 (8) 5.扭转减振器的设计 (11) 6减振弹簧的计算 (12) 6.1减振弹簧的分布半径R0 (12) 6.2单个减振器的工作压力P (12) 6.4减振弹簧刚度k (13) 6.5减振弹簧有效圈数 (13) 6.6减振弹簧总圈数n (13) l (14) 6.7减振弹簧最小高度min 6.8全部减震弹簧总的工作负荷 (14) 6.9单个减震弹簧的工作负荷P (14) 6.9.1减震弹簧总变形量 (14) 6.9.2减震弹簧自由高度 (14) 6.9.3减震弹簧预变形量 (14) 6.9.4减震弹簧安装高度 (14) 6.9.5从动片相对从动毂的最大转角 (14) 7.1从动盘毂 (15) 7.2从动片 (15) 7.3波形片和减振弹簧 (15) 8压盘设计 (15) 8.1离合器盖 (15) 8.2压盘 (16) 8.2.3分离轴承 (16) 9.总结 (17) 10参考文献 (17) 1 前言 对于内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。目前，目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器，摩擦离合器是一种依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构和操作机构等四部分。 离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构，其主要功用是：切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系统平顺地结合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系统分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系统所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。 随着汽车发动机转速、功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。 设计的目的和意义：本次设计，我力争把离合器设计系统化，让离合器在任何行驶条件下，既能可靠的传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止过载。结合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。分离是要迅速、彻底。从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步器的磨损。应有猪狗的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿命。操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长。为离合器设计者提供一定的参考价值 第1章绪论 1.1选题的目的 本次设计，我力争把离合器设计系统化，为离合器设计者提供一定的参考价值。抛弃传统的推式膜片弹簧离合器，设计新式的拉式膜片弹簧离合器是本次设计的主要特点。 1.2离合器发展历史 近年来各国政府都从资金、技术方面大力发展汽车工业，使其发展速度明显比其它工业要快的多，因此汽车工业迅速成为一个国家工业发展水平的标志。 对于内燃机汽车来说，离合器在机械传动系中作为一个独立的总成而存在，它是汽车传动系中直接与发动机相连接听总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦式离合器主要依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。 在早期研发的离合器中，锥形离合器最为成功。现今所用的盘片式离合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到1925年以后才出现的。20世纪20年代末，直到进入30年代时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上才采用多片离合器。多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首选单片干式离合器[1]。 近来，人们对离合器的要求越来越高，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。 随着汽车发动机转速、功率不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。随着计算机的发展，设计工作已从手工转向电脑，包括计算、性能演示、计算机绘图、制成后的故障统计等等。 1.3离合器概述 按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。顾名思义，离合器是“离”与“合”矛盾的统一体。离合器的工作，就是受驾驶员操纵，或者分离，或者接合，以完成其本身的任务。离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构，其功用是能够在必要 沈阳工学院 课程设计 9离合器设计 魏明厚 专业名称：车辆工程 课程名称：汽车设计 指导教师：孙飞豹 完成日期： 2016年6月15日 2014年6月 摘要 对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连的总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主、从动部分之间的大摩擦来传递动力且能分离的装置。离合器主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。 本文通过对轿车整车参数的分析，并在拆装轿车膜片弹簧离合器及对其进行结构分析的基础上，对轿车离合器进行重新设计，使得轿车离合器设计更合理。首先对轿车离合器的结构型式进行合理选择，主要是对从动盘数及干湿式的选择、压紧弹簧的结构型式及布置和从动盘的结构型式选择，并利用CAXA电子图板软件绘制轿车膜片弹簧离合器装配图；再进行离合器的基本结构尺寸和参数的选择及计算；最后进行离合器零件的结构选型及设计计算，主要是对从动盘总成设计，压盘、传力片的设计校核，膜片弹簧主要参数的选择、设计和强度校核，并绘制离合器零件图。 关键词：轿车离合器膜片弹簧设计校核 目录 第一章离合器方案的确定 (4) 1.1 车型分析 (4) 1.2 方案选择 (4) 第二章离合器基本参数的确定 (5) 2.1 后备系数 (6) 2.2 单位压力 (7) 2.3 摩擦片外径、内径和厚度 (7) 2.4 摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙 (8) 第三章离合器零件的结构选型及设计计算 (9) 3.1 从动盘总成设计 (9) 3.1.1 从动盘总成的结构型式的选择 (9) 3.1.2 从动片结构型式的选择 (10) 3.2 离合器盖总成设计 (10) 3.2.1 离合器盖设计 (11) 3.2.2 压盘设计 (11) 3.3膜片弹簧的设计 (11) 3.3.1 膜片弹簧基本参数的选择 (11) 3.3.2 膜片弹簧材料及制造工艺 (14) 3.4 扭转减振器 (14) 3.4.1 扭转减振器的功用 (15) 3.4.2 扭转减振器组成 (15) 3.4.3 减振器的结构设计 (15) 3.4.4从动盘毂的设计校核 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19) 1、离合器概述 对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连的总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、和操纵机构等四部分。 离合器的功用主要的功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换档时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮之间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。 2、设计要求及其技术参数 基本要求： 1）在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止过载。 2）接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。 3）分离时要迅速、彻底。 4）从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步器的磨损。 5）应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿命。 6）操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。 7）具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。 技术参数: 车型：华丽特锐2WD 整车质量（kg）：1050 最大扭矩/转速（N·m/rpm）：120/3200 主减速比：5.285 一档速比： 滚动半径：350mm 3、结构方案分析 3.1从动盘数的选择：单片离合器 单片离合器：对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩 一般不大，在布置尺寸容许条件下，离合器通常只设有一片从动盘。 单片离合器的结构简单，轴向尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底，采用轴向有弹性的从动盘可保证结合平顺。 3.2压紧弹簧和布置形式的选择：拉式膜片弹簧离合器 膜片弹簧是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧，主要由碟簧部分和分离指部分组成。 1. 膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，有如下优点： 1) 具有较理想的非线性弹性特性。 2) 兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用。 3) 高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。 4) 以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。 5) 通风散热良好，使用寿命长。 6) 膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。 2. 与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更小等。 3.3膜片弹簧的支撑形式 图3-1为拉式膜片弹簧的支承形式—单支承环形式，将膜片弹簧大端支承在离合器盖杀中的支承环上。 图3-1 工学院 课程设计 离合器设计 （设计题目） 1310111006俊男 （学生） 专业名称：车辆工程 课程名称：汽车设计 指导教师 (职称)：飞豹（副教授） 完成日期： 2014 年6月25日 2014年6月 摘要 离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。 本文通过对轿车整车参数的分析，并在拆装轿车膜片弹簧离合器及对其进行结构分析的基础上，对轿车离合器进行重新设计，使得轿车离合器设计更合理。首先对轿车离合器的结构型式进行合理选择，主要是对从动盘数及干湿式的选择、压紧弹簧的结构型式及布置和从动盘的结构型式选择，并利用CAXA电子图板软件绘制轿车膜片弹簧离合器装配图；再进行离合器的基本结构尺寸和参数的选择及计算；最后进行离合器零件的结构选型及设计计算，主要是对从动盘总成设计，压盘、传力片的设计校核，膜片弹簧主要参数的选择、设计和强度校核，并绘制离合器零件图。 关键词：轿车离合器膜片弹簧设计校核 Abstract Clutch is the assembly which is directly connected with engine in the automobile power train. And its main function is to cut off or implement the power transmission in the power train. It ensured the engine and the power train perfectly smooth join together when the automobile starting up and insure the automobile smooth starting up. The clutch is disconnected the engine and the power train when the automobile stage changeover. It reduced the impact between the shift gears of the transmission. When the transmission worked by the great dynamic load, the clutch can limit the breakdown torque of the power train, to prevent the accessory of the power train damage due to overload. It effectively reduced the vibration and noise of the power train. In this paper, based on the analysis of the car parameters, on the basis of dismantle and install diaphragm spring clutch of sedans and its structural analysis to redesign the sedan clutch for it makes the design of the car clutch more reasonable. First, we should be choose the structure of the car clutch reasonable. It is mainly choose the structure of the driven disk that wet or dry, the structure of pinched spring and the layout. And I make use of CAXA electronic drawing board software draw the assembly drawing of the cars Diaphragm spring clutch. Than I make sure the choice and design calculation of the clutch structure size and the basic parameters. Finally, I carry on the structure type slection of clutch parts and the design calculation. It is mainly design and checking the driven disk assembly, platen and patch of force. And I make sure diaphragm spring main parameters of the selection, design, strength check and draw the clutch detail drawing. Keywords：Car clutch; Diaphragm spring; Design; Checking 中华人民共和国教育部 X X X X X大学 课程设计说明书 设计题目：拉式膜片弹簧离合器设计学生： 指导教师： 学院： 专业： 拉式膜片弹簧离合器设计 摘要 离合器的主要功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，设计的离合器应在任何行驶条件下，都能可靠地传递发动机所在工况的最大转矩，有适当的转矩储备并且防止传动系过载。本设计在参考了多种离合器结构形式的基础上，具体设计了一个拉式膜片弹簧离合器。 关键词：拉式；膜片弹簧离合器；结构设计 目录 1 离合器主要参数的选择 (1) 2 离合器基本参数的优化 (1) 2.1 设计变量 (1) 2.2 目标函数 (1) 2.3 约束条件 (2) 3 膜片弹簧的设计 (3) 3.1 膜片弹簧的基本参数的选择 (3) 3.2 膜片弹簧的弹性特性曲线 (4) 3.3 强度校核 (4) 4 扭转减振器的设计 (4) 4.1 扭转减振器主要参数 (4) 4.2 减振弹簧的计算 (6) 5 从动盘总成的设计 (8) 5.1 从动盘毂 (8) 5.2 从动片 (8) 5.3 波形片和减振弹簧 (8) 6 压盘设计 (8) 6.1 离合器盖 (8) 6.2 压盘 (8) 6.3分离轴承 (8) 7 小结 (10) 参考文献 (11) 1 离合器主要参数的选择 1.1 初选摩擦片外径D 、内径d 、厚度b 根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）式3.2.1，有D =A T e max 100 ，对于小轿车 A=47，得D=100 32847 264.173= 根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）表3.2.1可知，取D=325mm ，d=172mm ，b=3.5mm 1.2 后备系数β 由于所设计的离合器为膜片弹簧离合器，在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小（开始时还有些增加），再加上小轿车的后备功率比较大，使用条件较好，宜取较小值，故取β＝1.25。 1.3 单位压力0P 根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）3.2.3节可知，对于小轿车 当D ≥230mm 时,则0P ＝1.18/D Mpa ； 当D< 230mm 时，则0P ＝0.25Mpa ； 所以由于D ＝325mm,取0P ＝0.165Mpa ； 故根据《汽车设计》（王望予编著，机械工业出版社出版）表2－2，摩擦片材料选择石棉基材料。则取0P ＝0.2Mpa 1.4 摩擦因数f 、离合器间隙Δt 故根据《汽车设计》（王望予编著，机械工业出版社出版）表2－4摩擦因数f=0.3 离合器间隙Δt=3mm 选用单片从动片所以摩擦面数取 Z=2 2 离合器基本参数的优化 2.1 设计变量 后备系数β取决于离合器工作压力F 和离合器的主要尺寸参数D 和d 。单位压力P 也取决于离合器工作压力F 和离合器的主要尺寸参数D 和d 。因此，离合器基本参数的优化设计变量选为： T T FDd x x x X ] [] [321== 2.2 目标函数 离合器基本参数优化设计追求的目标，是在保证离合器性能要求的条件下使 沈阳理工大学应用技术学院 2离合器结构方案选取 2.1 离合器车型的选定 设计参数： 发动机型号：DA462Q 发动机最大转矩：51.5/3750【N ?m/(r/min)】 传动系传动比：1挡3.428、主减速比：5.142 驱动轮类型与规格：4.50-12-8PR 汽车总质量：1425(kg) 使用工况：城乡 离合器形式：单片 3 离合器基本结构参数的确定 3.1摩擦片主要参数的选择 摩擦片外径是离合器的主要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。 摩擦片外径D （mm ）也可以根据发动机最大转矩max e T （N.m ）按如下经验公式选用 max e D T K D （3.1） 式中，D K 为直径系数，取值范围见表3-1。 由选车型得max e T =51.5N ·m ，D K =14.6 则将各参数值代入式后计算得 D=104.78mm 根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表3-2 表3-2 离合器摩擦片尺寸系列和参数（即GB1457—74） 外径D=160mm 内径d=110mm 厚度h=3.2mm 3.2离合器后备系数β的确定 结合设计实际情况，故选择β=1.75。 表3-3 离合器后备系数的取值范围 3.3单位压力P 的确定 前面已经初步确定了摩擦片的基本尺寸； 外径D=160㎜ 内径d=110㎜ 厚度h=3.2㎜ 内径与外径比值C ′=0.687 1-C ′=0.676 f=0.25由公式D 3πfZP （1-c 3）=12βmax e T 得 P=0.253Mpa 3.4 摩擦片基本参数的优化 （1）摩擦片外径D （mm ）的选取应使最大圆周速度0v 不超过65～70m/s ，即 7.4910250380060 1060 33max =???= ?= --π π D n v e D m/s 70~65≤m/s 式中，0v 为摩擦片最大圆周速度（m/s ）；max e n 为发动机最高转速(r/min)。 （2）摩擦片的内、外径比'C 应在0.53～0.70范围内，即 7.062.053.0'≤=≤C （3）为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，不同车型的β值应在一定范围内，最大范围为1.2～4.0。 （4）为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d 必须大于减振器振器弹簧位置直径02R 约50mm ，即 目录 一离合器结构设计 (2) 1.1离合器结构选择与论证 1.2离合器结构设计要点 1.3离合器主要零件的设计 二离合器的设计计算及说明 (7) 2.1离合器设计所需数据 2.2摩擦片主要参数选择 2.3摩擦片基本参数设计优化 2.4膜片弹簧主要参数的选择 2.5膜片弹簧的优化设计 2.6膜片弹簧的载荷与变形关系 2.7膜片弹簧的应力计算 2.8扭转减震器设计 2.9减震弹簧的设计 2.10踏板行程及踏板力计算 2.11从动轴的计算 2.12从动盘毂 2.13分离轴承的寿命计算 三心得体会 (25) 四参考文献 (26) 一离合器的结构设计 为了达到计划书所给的数据要求，设计时应根据车型的类别、使用要求、制造条件，以及“系列化、通用化、标准化”的要求等，合理选择离合器结构。 1.1 离合器结构选择与论证 1.1.1 摩擦片的选择 单片离合器因为结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底接合平顺，所以被广泛使用于轿车和中、小型货车，因此该设计选择单片离合器。摩擦片数为2。 1.1.2 压紧弹簧布置形式的选择 离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式等。其中膜片弹簧的主要特点是用一个膜片弹簧代替螺旋弹簧和分离杠杆。膜片弹簧与其他几类相比又有以下几个优点[9]： （1）由于膜片弹簧有理想的非线性特征,弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大致不变，从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的能力不变。当离合器分离时，弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高，而是降低，从而降低踏板力； （2）膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小； （3）高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱弹簧压紧力明显下降； （4）由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命； （5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长； （6）平衡性好； （7）有利于大批量生产，降低制造成本。 但膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材料质量和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此，我选用膜片弹簧式离合器。 1.1.3 压盘的驱动方式 汽车设计 第二章离合器设计 设计参数 车型：轻型货车 整车质量（Kg）：3830 发动机最大扭矩/转速（N·m/rpm）:220/2100 最大功率/转速（Kw/rpm）:67/3000 车轮滚动半径：（mm）：340 一、离合器的设计目的及原理概述 1.1离合器的设计目的 了解轿车离合器的构造，掌握轿车离合器的工作原理。了解从动盘总成的结构，掌握从动盘总成的设计方法，了解压盘和膜片弹簧的结构，掌握压盘和膜片弹簧的设计方法，通过对以上几方面的了解，从而熟悉轿车离合器的工作原理。 学会如何查找文献资料、相关书籍，培养自己的动手设计项目、自学的能力，掌握单独设计课题和项目的方法，设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的轿车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。 1.2离合器的工作原理 离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠 其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。 离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系个零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪音。 1.3离合器的设计要求 1)在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储 备，又能防止过载。 2)接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。 3)分离时要迅速、彻底。 4)从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减 小同步器的磨损。 5)应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿 命。 6)操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。 7)具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。 二、离合器的结构方案分析 2.1车型、技术参数 车型：轻型载货汽车 整车质量（Kg）：3830 发动机最大扭矩/转速（N·m/rpm）:220/2100 最大功率/转速（Kw/rpm）:67/3000 车轮滚动半径：（mm）：340 2.2从动盘数的选择 对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩一般不大，离合器通常只设一片从动盘。 2.3压紧弹簧和布置形式的选择 离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式 广西科技大学《汽车设计》课程设计说明书题目:汽车离合器设计 专业：Vehicle Engineering 班级： 090 学号：222922225233 姓名： czx 指导老师：Mr Wei 完成日期：2012年某月某日 《汽车设计》课程设计指导书 一、课程设计的题目：离合器的设计 二、课程设计的要求 请根据所给的基本参数，设计一套离合器装置。 具体完成任务： （1）离合器膜片弹簧（A3图）1张 （2）设计计算说明书1份 三、课程设计内容及步骤 1、离合器主要参数的确定 （1）根据已知参数，确定离合器形式。 （2）确定离合器主要参数：①后备系数；②单位压力；③摩擦片内外径D、d和厚度b；④摩擦因素f、摩擦面数Z和离合器间隙。（可采用单片式或双片式离合器） （3）摩擦片尺寸校核与材料选择。 2、扭转减震器的设计 （1）扭转减震器选型 （2）扭转减震器主要参数确定 （3）减震弹簧尺寸确定 3、膜片弹簧的设计 （1）膜片弹簧基本参数确定 （2）膜片弹簧强度计算 四、设计要求 1、设计计算说明书 （1）设计计算说明书要包括：目录、任务书、设计内容、参考资料、对课程设计的心得体会等。 （2）设计内容要主要体现：①分析几种不同类型离合器方案，论证自己所选方案的合理性；②进行参数选择与计算时的理论依据、计算步骤及对计算结果合理性的阐述；③对课程设计结果的合理性进行分析。 （3）最终上交的课程设计说明书统一用A4纸打印或撰写，要求排版整洁合理，字迹工整。 2、设计图纸 离合器膜片弹簧A3图纸一张。 尺寸标注、公差标注、技术要求、明细栏等完整。 3、装订顺序 按封面、汽车设计指导书、设计计算说明书、图纸顺序装订。 七、成绩评定 1、设计完成后于11月26日下午4点交给指导老师(137********)。 2、成绩评定：指导教师按学生独立完成工作情况、设计计算说明书及图纸质量等综合考虑后给出成 绩。 3、成绩分五等：优、良、中、及格、不及格。 机械工程学院·车辆工程专业课程设计说明书题目：华西牌CDL6603轻型客车 姓名： 班级学号： 指导教师： 目 录 目 录 (1) 第1章 离合器的设计目的及原理概述 (3) 1.1离合器的设计目的 (3) 1.2离合器的工作原理 (3) 1.3离合器的设计要求 (3) 第2章 离合器的结构方案分析 (5) 2.1车型、技术参数 (5) 2.2从动盘数的选择 (5) 2.3压紧弹簧和布置形式的选择 (5) 2.4膜片弹簧的支承形式 (6) 2.5压盘的驱动方式 (6) 第3章 离合器主要参数的选择 (8) 3.1后备系数β (8) 3.2摩擦因数f 、摩擦面数Z 和离合器间隙△t (8) 3.3单位压力p 0 (8) 3.4摩擦片外径D 内径d 和厚度b (9) 3.5计算校核 (9) 3.5.1离合器的摩擦力矩T c 与结构参数(R c )的确定 (9) 3.5.2最大圆周速度 (10) 3.5.3单位摩擦面积传递的转矩c0T (10) 3.5.4单位摩擦面积滑磨功 (10) 第4章 膜片弹簧的设计 (12) 4.1膜片弹簧的基本参数的选择 (12) 4.1.1 截锥高度H 与板厚h 比值 h H 和板厚h 的选择 ....................... 12 4.1.2自由状态下碟簧部分大端R 、小端r 的选择和r R 比值 ................ 12 4.1.3膜片弹簧起始圆锥底角 的选择 (12) 4.1.4 分离指数目n 的选取 (12) 4.1.5 膜片弹簧最小端内半径0r 及分离轴承作用半径f r (12) 4.1.6 切槽宽度δ1、δ2及半径e r (13) 4.1.7 压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定 (13) 4.1.8膜片弹簧材料 (13) 4.2膜片弹簧的弹性特性曲线 (13) 第5章 扭转减振器的设计 (15) 5.1扭转减振器主要参数 (15) 图5-1三级非线性减震器扭转特性曲线 (15) 5.1.1极限转矩 j T (15) 理工大学 离合器课程设计说明书设计题目：宇通城市客车离合器设计 学院班级：汽车与交通学院车辆123班 小组组长：岳川元(201224257) 小组成员：王小铭(201224233)卫(201224204) 明杰(201224252)登民(201224244) 指导老师：林荣会 时间：2014年11月10日 目录 一．离合器设计方案选择 (2) （一）离合器设计基本要求 (2) （二）离合器设计主要参数 (3) （三）离合器结构方案选择 (3) （四）离合器结构概述 (4) （五）膜片弹簧离合器的工作原理 (6) （六）膜片弹簧离合器的优点 (6) 二．离合器摩擦片参数选择 (7) （一）后备系数β (7) （二）初选摩擦片外径D、径d、厚度b (8) （三）离合器传递的最大静摩擦力矩T C (8) （四）离合器单位压力P0 (9) 三．离合器基本参数的校核 (11) （一）摩擦片外径D (11) （二）摩擦片外径比c (11) （三）后备系数值β (11) （四）摩擦片径d (11) （五）单位摩擦面积传递的转矩T co (12) （六）单位压力P o (12) （七）单位摩擦面积滑磨功W (12) （八）摩擦片相关参数整理 (13) 四．膜片弹簧的设计 (14) （一）截锥高度H与板厚h比值和板厚h的选择 (14) （二）自由状态下碟簧部分大端R、小端r的选择和R/r比值 (14) （三）膜片弹簧起始圆锥底角的选择 (15) （四）分离指数目n的选取 (15) （五）切槽宽度δ1、δ2及半径 (15) （六）压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定 (15) 毕业设计-《离合器设计》 第1章绪论 1.1选题的目的 本次设计，我力争把离合器设计系统化，为离合器设计者提供一定的参考价值。抛弃传统的推式膜片弹簧离合器，设计新式的拉式膜片弹簧离合器是本次设计的主要特点。 1.2离合器发展历史[1] 近年来各国政府都从资金、技术方面大力发展汽车工业，使其发展速度明显比其它工业要快的多，因此汽车工业迅速成为一个国家工业发展水平的标志。 对于内燃机汽车来说，离合器在机械传动系中作为一个独立的总成而存在，它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。目前，各种汽车广泛采用的是摩擦式离合器，它是利用摩擦副间的摩擦力来传递转矩的离合器。 在早期研发的离合器中，锥形离合器最为成功。现今所用的盘片式离合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到1925年以后才出现的。进入30年代时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上才采用多片离合器。多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首选单片干式离合器[1]。 随着汽车发动机转速、功率不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。随着计算机的发展，设计工作已从手工转向电脑，包括计算、性能演示、计算机绘图、制成后的故障统计等等。 1.3离合器概述 按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。顾名思义，离合器是“离”与“合”矛盾的统一体。离合器的工作，就是受驾驶员操纵，或者分离，或者接合，以完成其本身的任务。离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构，其功用是能够在必要时中断动力的传递，保证汽车平稳地起步；保证传动系换档时工作平稳；限制传动系所能承受的最大扭矩，防止传动系过载。为使离合器起到以上几个作用，目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器，摩擦离合器所能传递的最大扭矩取决于摩擦面 车辆工程 课程设计说明书 生： 级： 号： 导老师： 绩： ________________ 日期2010 年 1 月 目录 一．设计内容 (1) 二．方案选择 (1) 三．离合器主要参数的选择 (3) 四．离合器基本参数的优化 (6) 五．主动部分的设计 (7) 说明书 一．设计内容 某轿车离合器主动部分设计，包括： 膜片弹簧设计； 压盘设计； 离合器盖设计。 已知条件：发动机转矩Temax=218N.m；离合器总成的轴向尺寸要求 40~50mm。（根据要求，提供以下某乘用车参数作为设计依据 二．方案选择 车设计采用单片膜片弹簧离合器。本车采用的摩擦式离合器是因为其结构简单，可靠性强，维修方便，目前大多数汽车都采用这种形式的离合器。而采用干式离合器是因为湿式离合器大多是多盘式离合器，用于需要传递较大转矩的离合器，而该车型不在此列。采用膜片弹簧离合器是因为膜片弹簧离合器具有很多优点：首先，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此可设计成当摩擦片磨损后，弹簧压力几乎可以保持不变，且可减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对的，因此其压力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著地缩短了其轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，磨损均匀，也易于实现良好的散热通风等。由于膜片弹簧离合器具有上述一系列的优点，并且制造膜片弹簧的工艺水平也在不断地提高，因而这种离合器在轿车及微型、轻型客车上已得到广泛的采用，而且逐渐扩展到载货汽车上。从动盘选择单片式从动盘是一位其结构简单，调整方便。 目录 前言 (1) 1、离合器的作用 (1) 2、离合器的组成 (1) 3、货车离合器的选用 (2) 3.1、从动盘选择 (4) 3.1.1单片离合器 (4) 3.1.2双片离合器 (4) 3.2、压紧弹簧和布置形式的设计 (4) 3.3膜片弹簧的支承形式 (6) 3.4压盘驱动方式 (7) 离合器主要参数的选择 (7) 1、摩擦片的计算 (8) 2、离合器基本参数优化 (13) 3、膜片弹簧主要参数的选择 (16) 4、膜片弹簧的载荷与变形关系 (18) 5、膜片弹簧工作点位置的选择 (19) 6、膜片弹簧的应力计算 (20) 7、扭转减振器的设计 (22) 8、减振弹簧的设计 (22) 9、从动盘榖 (25) 10、从动轴的计算 (26) 11、分离轴承的寿命计算 (27) 12、离合器操纵机构的设计 (27) 总结 (31) 货车离合器设计说明书 前言 1、离合器的作用 汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速器的输入轴。摩擦离合器作为一种典型离合器为现代各类型汽车广泛采用，实际上是一种依靠主、从动部件间的摩擦来传递动力且能分离的机构。离合器保证汽车平稳起步、保证变速器换挡时工作平顺、限制超额转矩的传递，防止传动系统过载。离合器是联系发动机和汽车传动系统的“纽带”，因而是汽车传动系统的重要部件。 2、离合器的组成 离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成。 离合器主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构四个部分组成，组成可以有图1表示： 离合器的主动部分是发动机的飞轮、离合器盖、离合器中的压盘，离合器盖通过螺栓固定在飞轮上，离合器盖的动力通过传动片传给压盘。从动部分是从动盘和与之通过花键连接的从动轴（变速器第一轴），从动盘位于压盘和飞轮之间。压紧弹簧装在离合器盖内，周向分布，对亚盘产生压紧力。分离杠杆的指点在离合器盖上，一端作用于压盘，另一端被分离轴承作用。当从动盘被压盘和飞轮加紧形成一个整体时。发动机的动力通过飞轮以及离合器盖、压盘传递给从动盘，由从动轴输出，这 拉式膜片弹簧离合器课程设计 汽车设计课程设计说明书 设计题目:拉式膜片弹簧离合器设计 姓名高阳周龙辉程续朝褚帅 院系交通学院 专业交通运输 年级交通本1401 学号 20142803331 20142803330 20142803329 20142803325 2017年06月30日 目录 摘要………………………………………………………………………………………… 1 1 绪论…………………………………………………………………………………………2 1.1离合器概论……………………………………………………………………………… 2 1.2 离合器的功用……………………………………………………………………………2 1.3 离合器的工作原理………………………………………………………………………3 1.4 膜片弹簧离合器的概论…………………………………………………………………4 1.5 拉式膜片弹簧离合器的优点……………………………………………………………5 2 离合器结构方案选取………………………………………………………………………5 2.1 离合器车型的选定 ………………………………………………………………………5 2.2 离合器设计的基本要求…………………………………………………………………5 2.3 离合器结构设计…………………………………………………………………………6 2.3.1 摩擦片的选择…………………………………………………………………………6 2.3.2 压紧弹簧布置形式的选择……………………………………………………………6 2.3.3 压盘的驱动方式………………………………………………………………………6 2.3.4 分离杠杆、分离轴承…………………………………………………………………7 2.3.5 离合器的散热通风……………………………………………………………………7 3 离合器基本结构参数的确定………………………………………………………………7 3.1 摩擦片主要参数的选择…………………………………………………………………7 3.2 离合器后备系数β的确定………………………………………………………………8 3.3 单位压力P的确定………………………………………………………………………9 3.4单位压力P0的确定………………………………………………………………………9 4 离合器压盘设计…………………………………………………………………………10 4.1 压盘的传力方式选择……………………………………………………………………10 4.2 压盘的几何尺寸的确定…………………………………………………………………10 .3 压盘传动片的材料选择…………………………………………………………………10 4 5离合器膜片弹簧设计.................................................................................11 5.1 膜片弹簧的结构特点..............................................................................11 5.2 膜片弹簧的变形特性和加载方式...............................................................11 5.3 膜片弹簧的弹性变形特性........................................................................11 5.4 膜片弹簧的参数尺寸确定........................................................................13 5.4.1 H/h比值的选取.................................................................................14 5.4.2 R及R/r确定 (14) 第一章引言 离合器装在发动机与变速器之间，汽车从启动到行驶的整个过程中，经常需要使用离合器。 它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步；暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换档和减少换档时的冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，起到一定的保护作用。 离合器类似开关，接合或断离动力传递作用，因此，任何形式的汽车都有离合装置，只是形式不同而已。 自动变速器的液力变扭器已经具有离合作用，而手动变速器的离合器主要是采用摩擦形式，并独立成为一种装置，有自己的控制系统。 因此，普通手动变速器汽车都有离合器踏板装置，安装在驾车者座椅地面前左端。本文内容主要阐述手动变速器轿车上的摩擦片式离合器及其控制形式。 轿车采用膜片离合器，它由主动部分（由壳体、膜片弹簧、压盘等组成的整体并用螺钉固定在发动机飞轮上），被动部分（由摩擦片与从动盘组成）和操纵部分组成。 被动部分装在飞轮与压盘之间，通过滑动花键套在变速器的输入轴上。在膜片弹簧的弹力作用下，从动盘、压盘与飞轮夹紧，发动机工作时，飞轮和压盘通过它们与摩擦片之间的摩擦带动从动盘一起旋转，将扭矩传递给变速器主动轴。当驾车者踩下离合器踏板，操纵部分的分离叉将分离轴承推向前，推动膜片弹簧下端，使膜片弹簧上端绕支点转动并拉动压盘向后移动，解除了压盘与摩擦片之间的压紧力，发动机只能带动主动部分旋转，无法将扭矩传递给变速器。当驾车者松开离合器踏板，操纵部分将分离轴承拉回来，膜片弹簧下端压力解除，恢复原位，压盘在膜片弹簧压力下又向前移动并将摩擦片压紧，发动机又可将扭矩传递至变速器。 摩擦片上还均匀分布了若干只横置的螺旋小弹簧，用于减少离合时的冲击和振动。 目前，汽车离合器操纵形式有拉线和液压式两种，轿车多用液压操纵式，它具有噪声小、省力、平稳、布置方便的优点，由总泵、分泵、软管、踏板等组成。当驾车者踩下离合器踏板时，推杆推动总泵活塞使油压增高，通过软管进入分泵，迫使分泵拉杆推动分离叉，将分离轴承推向前；当驾车者松开离合器踏板时，液压解除，分离叉在回位弹簧作用下逐渐退回原位，离合器又处在接合状态。 实际上早在1920年就出现了单片干式离合器,这和前面提到的与发明石棉基的摩擦面汽车离合器课程设计说明书
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