成绩评定表
课程设计任务书
目录
1汽车离合器分析 (4)
1．1
离合器的基本组成和分类 (4)
1．2 离合器的功用 ........................................................................................................................ 5 1．3 汽车离合器设计的基本要求 . (5)
2 摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择 (6)
2.1 摩擦片参数的选择 .................................................................................................................... 6 2.2 离合器基本参数的校核 . (8)
2.2.3 单位压力
P (9)
3离合器零件的结构选择及设计计算 (10)
3.1从动盘总成 ............................................................................................................................... 10 3.2压盘设计 ................................................................................................................................... 15 3.3离合器盖设计 ........................................................................................................................... 21 3.4离合器的分离装置 ................................................................................................................... 21 3.5膜片弹簧设计 ........................................................................................................................... 23 3.6扭转减振器设计 .. (30)
4．离合器操纵机构设计 (35)
4.1操纵机构方案选择 ................................................................................................................... 35 4.2离合器踏板行程计算 ................................................................................................................ 36 4.3踏板力的计算 (37)
5、 设计小结 ...................................................................................................................... 38 6 参考文献 .. (38)
1汽车离合器分析
1．1离合器的基本组成和分类
图1－1 离合器结构示意图
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，它的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行使过程中，驾驶员可根据需要踩下离合器或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离或逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。其构造如图1－1所示，一般由主动部分（飞轮、离合器盖、压盘）、从动部分（从动盘）、压紧机构（压紧弹簧）、分离机构（分离拉杆、分离叉、分离套筒、分离轴承、分离杠杆等）和操纵机构（离合器踏板）五大部分组成。
摩擦离合器按从动盘的数目分为：单片离合器和双片离合器；按压紧弹簧的结构形式分为：螺旋弹簧离合器和膜片弹簧离合器。根据分析，膜片弹簧离合器与其他形式离合器相比，具有一系列优点：
1)膜片弹簧离合器具有较理想的非线性弹性特性；
2)膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，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，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；
4)膜片弹簧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)易于实现良好的通风散热，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。
故设计时选用膜片弹簧离合器。
1．2 离合器的功用
离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动力传递。其主要作用：
①.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；
②.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；
③.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；
④.有效地降低传动系中的振动和噪声。
1．3 汽车离合器设计的基本要求
在设计离合器时，应根据车型的类别，使用要求制造条件以及“三化”（系列化，通用化，标准化）要求等，合理选择离合器的结构。
在离合器的结构设计时必须综合考虑以下几点：
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.避免传动系产生扭转共振，具有吸收振动、缓和冲击的能力。 ⑦.操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。
⑧.作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小，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，一保证其工作可靠、使用寿命长。
⑩.结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等。
2 摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择
2.1 摩擦片参数的选择
2.1.1 初选摩擦片外径D 、内径d 、厚度b
摩擦片外径是离合器基本尺寸，它关系到离合器的结构重量和寿命，它和离合器所需传递转矩大小有一定关系。
A
T D e max
100
(2-1) 式中D ——摩擦片外径，mm
max T ——发动机最大转矩，N · m
式中，
max
e T 为发动机最大转矩，取m N T ?=108m ax ；
A 为不同结构和使用条件对D 的影响系数，对于小轿车 取A=47。
离合器摩擦片尺寸系列和参数表1
根据摩擦片标准系列尺寸，初取mm 140,d mm 200D ==m m 5.3 b =700.0c =。
2.1.2 后备系数β
后备系数保证了离合器能可靠地传递发动机扭矩，同时它有助于减少汽车起步时的滑磨，提高了离合器的使用寿命。但为了离合器的尺寸不致过大，减少传递系的过载，使操纵轻便等，后备系数又不宜过大。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，故初取β=1.3。
2.1.3 离合器传递的最大静摩擦力矩TC
T c =T emax ·β=150×1.3=195 N · m
2.1.4 单位压力P0
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考虑成本因数，离合器摩擦片材料选用编织
石棉基材料，摩擦因数f 取0.3。
由
)
1(12
33
30D d
ZD fp T c -=
π
?
=-????=
-?=
)
200140
1(20023.0195
12)
1(123
3
3
3
3
30ππD
d
ZD f T p c
a MP .2360
式中，f 为摩擦因数取0.3；
p 为单位压力（a MP ）
Z 为摩擦面数取2；
D 为摩擦片外径取200mm ；
d 为摩擦片内径取140mm ；
而编织石棉基材料的最大单位压力0.25～0.35MPa,所以离合器温升较小。
2.1.5摩擦面数Z 和离合器间隙△t 的确定
摩擦面数Z=2，在操纵机构中采用间隙自动调整装置，离合器间隙可以取 △t=0。
2.2 离合器基本参数的校核
2.2.1 最大圆周速度
式中， D v 为摩擦片最大圆周速度（m/s ）；
max
e n 为发动机最高转速取3100r/min ；
D 为摩擦片外径径取200mm ；
故符合条件。
s
m s m D n v e D /70/5.3210
200310060
10
60
3
3
m ax <≈???=
?=--π
π
2.2.2 单位摩擦面积传递的转矩c0T
0c T =
=-)(422d D Z Tc π)
140200(2150
42
2-???π =0.0047(N·m /2mm ) 式中，c T 为离合器传递的最大静摩擦力矩150m N ?；
当摩擦片外径D ≤210mm 时，][0c T =0.28 N ·m /2mm >0.0043 N ·m /2mm ， 故符合要求
2.2.3 单位压力0P
为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，选取单位压力0P 的最大范围为0.15～0.35Mpa ，
由于已确定单位压力0P ＝0.24Mpa ，在规定范围内，故满足要求
2.2.4单位摩擦面积滑磨功
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，离合器每一次结合的单位摩擦面积滑磨功w 应小于其许用值[w]。
汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功(J)为：
W = 1800n 2
e 2π(2g
202r a i i r m ) = 1800200014.322?(2
223.415111.40.356
1500?) = 21133 (J) 式中，W 为汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功(J)
m a 为汽车总质量取1495kg ； r r 为轮胎滚动半径0.356m ；
i g 为汽车起步时所用变速器档位的传动比3.415； i 0为主减速器传动比4.111
n e 为发动机转速(r/min),乘用车n e 取2000 r/min;
w =
)
(42
2d D Z W -π = )140200(214.311898422-?? = 0.66 J/mm 2
式中，W 为汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功取21133J 不满足w < [w] = 0.4 0J/mm 2要求。
摩擦片的相关参数如表2
摩擦片外径D 摩擦片内径d 后备系数β 厚度b
单位压力Po 200mm
140mm
1.3
3.5 0.24MPa
3离合器零件的结构选择及设计计算
3.1从动盘总成
3.1.1从动盘结构和组成
从动盘有两种机构：带扭转减振器的和不带扭转减振器的，现今汽车上几乎无一例外都采用带扭转减振器的从动盘，用以避免汽车传动系统的共振，缓和冲击，减少噪声，提高传动系零件的寿面，改善汽车行驶的舒适性，并使汽车起步平稳。故选用带有扭转减振器的从动盘，其从动片和从动盘毂之间通过减弹簧弹性地连接在一起。此外，在从动片、减振盘和从动盘毂之间还装有减振摩擦片，当传动系发生扭转振动时，从动片及减振盘相对从动盘毂来回转动，系统的扭转振动能量会很快被减振摩擦片的摩擦所吸收。
3.1.2从动盘总成设计
设计从动盘总成时应满足以下几个方面的要求：
1) 为了减少变速等换档时轮齿间的冲击，从动盘的转动惯量 应可能小。 2) 为了保证汽车平稳起步，摩擦面片上的压力分布更均匀等，从动盘应具
有轴向弹性。
3)为了避免传动的扭转共振以及缓和冲击载荷，从动盘中应装有扭转减振
器
4)要有足够的抗爆裂强度
a.从动片
（1）设计从动片时，要尽量减轻其重量，并应使其质量的颁布尽可能地靠近旋转中心，以获得最小的转动惯量。从动片一般都做得比较薄，通常是用1.3～2.0mm厚的钢板冲制而成，取1.5mm。
（2）为了使离合器接合平顺，得保证汽车平稳起步，单片离合器的从动片一般都做成具有轴向弹性的结构，这样，在离合器的接合过程中，主动盘和从动盘之间的压力是逐渐增加的。
具有轴向弹性的从动片有○1整体式弹性从动片○2分开式弹性从动片○3组合式弹性从动片，根据本设计的要求选项用整体设弹性从动片（图 4.2），因为从
动片沿半径方向开6～12个切槽，连接部分做成T形槽，将外缘部分分割成许多
扇形部分冲压或依次向不同方向弯曲的波浪形，使其具有轴向弹性，两边的摩擦片则分别铆在扇形片，在离合器接合时，从动片压紧，弯曲的波浪形扇形部分被压平，从动盘摩擦面片所传递的转矩逐渐增大，使接合过程较平顺、柔和。
b.从动盘毂
发动转机矩是经从动毂的花键孔输出,变速器第1轴花键就插在该花键孔内。从动盘毂和变速器第1轴的花键结合方式，眼下都采用齿侧定心的矩形花键，结构形状如图4.3所示。花键之间为动配合，这样，在离合器分离和接合过程中，从动盘毂就能在花键轴上自由滑动。
表3是按国标GB1144-1974选定的花键标准，设计时可根据从动盘外径和发动机转矩选取。
由摩擦片外径D=200mm ，选用从动盘毂花键尺寸如下：
为了保证从动盘毂在变速器第一轴上滑动时不产生歪斜，影响离合器彻底分离，从动盘毂的轴向尺寸不宜过小，一般取其与花键外径大小相同，此处选30mm 。
花键损坏的只要形式是由于表面挤压应力过大，因此花键要进行挤压应力计算,挤压应力计算公式如下：
σ
挤压 =
hl
P
n （MPa ） （4-1）
式中，P-花键的齿侧面应力（N ），由下式确定 P=
Z
D T e )'d '(4max
（4-2）
max e T ------------发动机的扭矩；N ·m;
d ’ --------------花键内径 ,m; D ’ --------------花键外径 ,m; Z --------------从动盘毂数目 ；
n ------------ 花键齿数；
h -------------花键齿工作高度，m ；h=(D ’-d ’)/2 ；
l ------------ 花键有效长度，m。
带入相关数据求得：
P=5769N
σ挤压 =6.41Mpa<[σ挤压]=20Mpa
满足要求。
从动盘毂一般选用中碳钢锻造而成，此处选用40Cr，并调质处理。
3.1.3从动盘摩擦材料
离合器摩擦片在离合器接合过程中将遭到严重的滑磨，在相对很短的时间内产生大量的热，因此，要求磨擦面片应有下列一些综合性能：
1)在工作时有相对较高的摩擦系数；
2)在整个工作周期内应维持其摩擦特性，不希望出现摩擦系数衰退的现象；
3)在短时间内能吸收相对高的能量，具有好的耐磨性能；
4)能承受较高的压盘作用载荷，离合器接合过程中表现出良好的性能
5)能抵抗高转速过大的离心力载荷不破坏；
6)在传递发动机转矩时，有足够的剪切强度；
7)具有小的转动惯量材料加工性能良好；
8)在整个正常工作温度范围内，和对偶材料压盘飞轮等有良好的兼容摩擦
性能；
9)摩擦副对面有高度的容污性能，不易影响它们的摩擦作用；
10)具有优良的性格/价格比，不会污染环境。
鉴于以上各点，近年来，摩擦材料的种类增长很快。挑选摩擦材料的基本原则是：
1）满足较高性能的要求：
2）成本最小；
3）考虑替代石棉。
虽然摩擦片材料发展很快，但考虑成本因素和我国实际情况，由于石棉的致癌作用，此处选用编织亚麻基作为摩擦片材料。
3.2压盘设计
3.2.1压盘几何尺寸的确定
在离合器基本参数选择中，已经确定了摩擦片的内外半径尺寸，由此可以确定压盘的内外径，取外景D=205mm ，内径d=135mm 。
压盘厚度的确定主要根据以下两点： 1）压盘应具有足够的质量； 2）压盘应具有较大的刚度。
鉴于以上两个原因，压盘一般做得比较厚，此处取厚度h=15mm ，而且在内缘做成一定锥度以弥补压盘因受热变形后内缘的突起。
在确定压盘厚度以后，应校对离合器接合一次时的温升，它不应超过 8～10℃. 校核公式如下：
亚
m L
c γτ=
（4-3）
式中，τ ----------------温升； 0
C
L----------------滑磨功；N ·m
γ-----------------分配到压盘上的滑磨功所占的百分比，单片离合器压盘γ =0.50;
c-----------------压盘的比热；C=544.28 J/（Kg ·K ） m 压----------------压盘的质量，kg ；
m 压≈
4
d 22h
D ）（铁-πρ=8.19 kg
前面已知一次滑磨功L =21133J
τ=19
.828.5442113350.0??℃=2.37℃<[τ]=8～10℃。
此外，压盘还应与飞轮保持良好的对中，并要进行静平衡，压盘单件的平衡精度应不低于15～20g ·cm 。压盘高度（从支承点到摩擦面的距离）公差要小。
3.2.2压盘材料确定
压盘形状一般都比较复杂，而且还要求耐磨、传热性好和具有较理想的摩擦性能，通常由灰铸铁铸成（注意：不能用低碳钢代替铸铁，因为低碳钢表面容易引起擦痕），其金相组织呈珠光体结构，硬度为HB170～227。为了增加机械刚度，可另外添加少量合金元素（如镍、铁锰合金等）。
3.2.3传动片的设计及强度校核
传动片在膜片弹簧离合器中，除了要承担发动机的转矩之外，还要依靠其弹性作用使压盘分离。利用传动片来分离压盘，在离合器结构设计上要更简单，但传动片受力情况复杂，传动片的负荷严重，故必须仔细对它进行强度校核。
压盘通过传动片和离合器盖相连而被驱动。根据对传动片的功能要求，将其一段用
铆钉固定在压盘上，另一端用铆钉与离合器盖相连，它们沿圆周切向布置，一般布置有3～4组弹性拨片组成。片厚一般为1～1.2mm，保证其既有足够的轴向弹性使压盘容易分离，又有足够的强度不至于弯曲拉压断裂。结构如图4.4和图4.5所示。
初选3组传动片，每组3片，每片厚度1mm，宽18mm，两孔间距l=80mm,孔径d=8mm，圆周切向布置，圆周半径R=110mm，弹性模量E=2.1X105 Mpa。
在布置传动片时要注意，通常情况下（即发动机正向输出转矩）传动片应该受拉力，但是当车轮驱动发动机时，传动片将受压，此时要当心它受压时的压杆稳定性问题。传动片与压盘、离合器连接时的安装高度，一般可如此设计：在离合器彻底分离时，压盘由传动片拉离至极端位置，此时，传动片应处于或接近于非弯曲状态（平直状态，相当于弯曲应力为零）。按照这一设计思想，当离合器在接合状态并传递转矩时，传动片将在弯、拉联合作用下工作，为了对传动片做强度校核，现建立传动片的分析计算模型，如图4.6：
传动片力学分析模型如图4.6（a）所示，从图中可以看出，其两端为固定端，其中一个固定端又能上下移动，这是一静不定问题。下图按照材料力学的方法来计算传动片及其应力。
若传动片有效长度为l1=l-1.5d (d为螺钉孔直径)设共用i组传动片每组有n片，若设每一传动片的截面惯性矩为J X,则一组n个的传动片的截面总惯
性矩为nJ X 。
由于在实际使用中，只能知道传动片的轴向变形量，而不能直接指导其作用力的大小，故要通过其轴向变形，才能求出其作用力P 的大小。为了解这一静不定问题，由变形协调条件可知，传动片两端处的转角θ1=θ2=0°，这样可画出传动片的弯矩图，如图（c ）所示。根据材料力学公式y ’’=M(x)/EJ,并通过积分最终可得每组传动片的总刚度K n ：
K n =12EJ X n/l 13
（4-4）
全部i 组传动片合成的总刚度为
∑==Ξ3
1/12l ni EJ K K X n
（4-5）
若知传动片的最大轴向变形为f=f max ,则其弹性恢复力P max 可由上面的刚度公式导出：
3
1max max /ni 12l f EJ P X =
（4-6）
传动片所受应力可能来自3个方面： 1）
由于轴向变形f 引起的力P 所产生的弯曲应力inW
Pl
2（式中W 为1个传动片的抗弯截面模量）；
2）
由于传递转矩引起的拉力F 作用下的拉应力inA
F
（式中A 为一个传动片的截面积）；
3）
在F 力作用下，由于高低差造成的弯曲应力
inW
Ff
。 压盘传动片上的最大拉力F max 可按下式计算：
F max =T C /2R
（4-7）
一般来说膜片弹簧离合器的后备系数1.2<β<2.0,为安全起见，可取
F max =T emax /R
（4-8）
根据对传动片应力情况的分析，其最大应力σmax
应该是上述3部分的代数和，
即
inA
F inW f F niW Pl m ax m ax m ax 1
m ax 2 ±=
σ （4-9）
从上式中可以看出，最大应力值max σ除了和传动片的组数i 、每组的传动片数n 和每片的截面系数W 有关外，还和离合器的工作状况有关。下面分别讨论三种极端情况。
1）
离合器彻底分离位置。按照设计要求，在离合器彻底分离时，传动片轴线变形量f=0,故P=0，此时也不传递转矩，故F=0，所以传动片中的应力σ=0。
2）
压盘、膜片弹簧盒离合器盖组装成总成。传动片的轴向变形量最大值f=f max 就发生在压盘和离合器盖组装成总成的时候。此时根据结构布置得尺寸链可初步得到f max 值（没有考虑膜片弹簧变形引起的f max 的略微减小）。由于离合器不传递转矩此时F=0，最大应力由下式决定：
niW
Pl 21
max =σ （4-10）
或
2
1
max max 3l Eh f =
σ （4-11）
式中，h 为传动片厚；E 为材料弹性模量。 3）
离合器传递转矩切摩擦片磨损到极限。此时，虽然传动片的轴向变形量f max 已经较上述f max 小，但传动片受力传扭，其应力最为复杂并可有两种情况：正向驱动和反向驱动。
若统一按公式F max =T emax /R ，则正向驱动应力公式为
inRbh
T inRbh f T l Eh f e e max
2
max max 2
1
max max 63+
-
=
σ （4-12）
反向驱动应力公式为
inRbh
T inRbh
f T l Eh f e e max
2
max max 2
1
max max 63-
+
=
σ （4-13）
由以上分析，传动片有效长度l 1=l-1.5d=80-1.5*8=68mm 。
传动片弯曲总刚度ΞK =1000
68123
318101.21235???????MN/m=0.108MN/m
根据上述分析，计算一下三种情况的最大驱动应力以及传动片的最小分离力。
（1） 彻底分离时，按设计要求，f=0,Te=0,可知σ=0。
（2） 离合器和压盘组装成盖总成时，Te=o,f max =6.64mm(见后关于膜片
弹簧工作点选取的讨论)，其最大应力：
2
5max
68
1101.264.63????=σ=904.7MPa （3） 离合器传扭时，分正向驱动（发动机→车轮）与反向驱动（车轮
→发动机），f max 出现在离合器摩擦片磨损到极限状况，通过分析可知f max =4mm （见后关于膜片弹簧工作点选取的讨论）。 a) 正向驱动
1
181********
39211811033100043926681101.243225m ax
?????+
???????-????=σ=39.1MPa b) 反向驱动
118110331000
3921
1811033100043926681101.2432
25m ax
?????-???????+????=σ=1050.9MPa 可见压盘与离合器盖组装成总成时最危险，由于计算载荷时比较保守，明显偏大，因此传动片的许用极限可取其屈服极限。鉴于上述传动片的应力状况，应选用80号钢。
（4）传动片的最小恢复力（弹性恢复力）F 弹发生在新装离合器的时候，从动盘尚未磨损，离合器在结合状态下的弹性弯曲变形量此时最小，根据膜片弹簧工作点的选取，f=2.0mm 。
弯曲总刚度ΞK =0.108MN/m
所以F 弹=ΞK f=0.108?106?2/1000=216N 认为符合要求。
机械工程学报 汽车膜片弹簧离合器应用与发展 肖啸 摘要：离合器在我们的生活中并不陌生厂、生活中的很多机械装置都包含离合器。虽然具体的安装和结构形式不同,但它们的作用都是相同的。深入了解离合器的工作原理,对我们更好地理解生活中的机械有很大的益处。离合器是汽车传动系中的重要部件，主要功用是是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车平稳起步，保证传动系统换挡时工作平顺以及限制传动系统所承受的最大转矩，防止传动系统过载。膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器，它的转矩容量大而且较稳定，操作轻便，平衡性好，也能大量生产，对于它的研究已经变得越来越重要。膜片弹簧离合器相对于螺旋弹簧离合器有着一系列的优点：膜片弹簧的非线性特性使在摩擦片整个磨损过程中保证压盘受到压紧力基本保持不变，保证离合器工作性能更稳定；膜片弹簧的分离指起到分离杠杆的作用，这样，省去了多组分离杠杆装置，零件数目减少，质量也减轻；在满足相同压紧力的情况下，膜片弹簧的轴向尺寸较螺旋弹簧小，在有限的空间内便于布置，使离合器的结构更为紧凑；同时膜片弹簧是圆形旋转对称零件，平衡性好，在高速时，其压紧力降低很少。并且制造工艺水平的不断提高，膜片弹簧离合器越来越广泛运用在现在汽车中。 关键词：离合器膜片弹簧摩擦片操纵机构压盘 Automobile diaphragm spring clutch application and development Xiao Xiao Abstract：the clutch in our life, life is no stranger to plant many mechanical devices are included in the clutch. Though the installation and structure is different, but their functions are the same. Insight into the working principle of the clutch for us to understand life better machinery is of great benefit. Clutch is an important part in automotive transmission system, is the main function is to cut off the and realize the engine to the transmission of power transmission, ensure smooth start of the car, for ensuring the smooth and transmission when shifting transmission system on the maximum torque, to prevent the transmission system overload. Diaphragm spring clutch is widely used in cars and light motor vehicles in recent years of a clutch, its great capacity of torque and relatively stable, convenient operation, good balance, can also be a large number of production, has become more and more important for its research. Diaphragm spring clutch is relative to the spiral spring clutch has a series of advantages: the nonlinear characteristics of diaphragm spring to make the whole process of wear and tear in friction, maintain invariable pressure plate by basic compaction force, to ensure the clutch performance is more stable; Separation of the diaphragm spring refers to the separation of leverage effect, in this way, eliminating the leverage multiple sets of separation device, part number, quality and to reduce; To meet the same compression force, axial size of the diaphragm spring is a spiral spring is small, within the limited space to decorate, make the structure of the clutch is more compact; Diaphragm spring is round rotation symmetric parts at the same time, good balance, at high speed, reduce the pressure force is seldom. And manufacturing technology level unceasing enhancement, the diaphragm spring clutch is more and more widely used in the car now. Key words：clutch Diaphragm spring friction plate Operating mechanism Pressure plat 0 国内外研究现状 汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。液力偶合器：靠工作液(油液)传递转矩，外壳与泵轮连为一体，是主动件；涡轮与泵轮相对，是从动件。当泵轮转速较低时，涡轮不能被带动，主动件与从动件之间处于分离状态；随着泵轮转速的提高，涡轮被带动，主动件与从动件之间处于接合状态。电磁离合器：靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。如在主动与从动件之间放置磁粉，则可以加强两者之间的接合力，这样的离合器称为磁粉式电磁离合器。摩擦式离合器：按其从动盘的数目，又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。湿
伊兰特1.6标准型离合器设计 目录 第1章概述 (2) 第2章离合器的结构和基本参数的确定 (3) 2.1离合器结构型式的确定 (4) 2.2离合器基本参数的确定 (4) 第3章离合器的设计 (7) 3.1从动盘总成 (7) 3.1.1 从动盘毂 (7) 3.1.2 从动片设计 (8) 3.1.3 从动盘摩擦片 (8) 3.1.4 波形片和减振弹簧 (9) 3.2膜片弹簧设计 (9) 3.2.1膜片弹簧设计计算的基本公式 (9) 3.2.2膜片弹簧基本参数的确定 (10) 3.2.3 强度校核 (13) 3.3离合器盖及压盘总成的设计 (13) 3.3.1离合器盖设计 (13) 3.4压盘结构设计 (14) 3.4.1压盘结构设计 (14) 3.4.2压盘几何尺寸的确定 (14) 3.4.3传力方式的选择 (15) 3.5分离轴承总成 (15) 3.6操纵机构设计 (15) 参考文献 (16)
伊兰特1.6标准型离合器设计 第1章概述 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箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。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。膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器，它的转矩容量大而且较稳定，操作轻便，高速是平衡性好、结构简单且较紧凑、散热通风性能好、使用寿命长，也能大量生产。此设计说明书详细的说明了轿车膜片弹簧离合器的结构形式，参数选择以及计算过程。
目录 1 论述 (1) 1.1离合器概述 (1) 1.2离合器的功用 (1) 1.3离合器的工作原理 (2) 1.4 膜片弹簧离合器概述 (3) 2离合器结构方案选取 (4) 2.1 离合器车型的选定 (4) 2.2 离合器设计的基本要求 (5) 2.3 离合器结构设计 (5) 2.3.1 摩擦片的选择 (5) 2.3.2 压紧弹簧布置形式的选择 (5) 2.3.3 压盘的驱动方式 (6) 2.3.4 分离杠杆、分离轴承 (6) 2.3.5 离合器的散热通风 (6) 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) 3.1.1摩擦片的校核 (8) (8) 3.1.2离合器单位摩擦面积滑磨功 3.2离合器后备系数β的确定 (9) 3.3单位压力P的确定 (9) 4 离合器从动盘设计 (10) 4.1从动盘结构介绍 (10) 4.2 从动盘设计 (11) 4.2.1 从动片的选择和设计 (11) 4.2.2 从动盘毂的设计 (12) 4.2.3摩檫片的材料选取及与从动片的固紧方式 (13) 5 离合器压盘设计 (14) 5.1压盘的传力方式的选择 (14) 5.2压盘的几何尺寸的确定 (14) 5.3压盘传动片的材料选择 (14) 5.4离合器盖的设计 (14) 6离合器分离装置设计 (16) 6.1分离杆的设计 (16) 6.2离合器分离套筒和分离轴承的设计 (16) 7 离合器膜片弹簧设计 (17) 7.1 膜片弹簧的结构特点 (17) 7.3 膜片弹簧的弹性变形特性 (17) 7.4 膜片弹簧的参数尺寸确定 (18) 7.4.1 H/h比值的选取 (19) 7.4.2 R及R/r确定 (19)
第三章膜片弹簧离合器 第一节膜片式离合器的结构与工作原理 陕汽新 M3000系列重卡选用膜片弹簧离合器。所谓膜片弹簧离合器就是用一个 整体式的膜片弹簧代替螺旋弹簧和分离杠杆（分离压爪）。WP10系列发动机选装直径φ 430毫米的膜片弹簧离合器， WP6、WP7系列发动机选装直径φ 395毫米的膜片弹簧离合器，就是说新 M3000重卡的离合器的从动盘（摩擦片）直径为φ 430毫米或φ 395毫米。 图3-0 离合器操作系统整体空间布局图 踏板紧固螺栓拧紧力矩为： 21-25Nm，分泵安装螺栓拧紧力矩为： 41-51Nm。 一、膜片弹簧离合器结构和工作原理膜片弹簧离合器有两种操纵形式，一种是推式，另一种是拉式。所谓推式离合器，就是与常规离合器相同，离合器分离轴承向前推动膜片弹簧使离合器分离，而拉式离合器是分离轴承向后拉动膜片弹簧使离合器分离。图3-1 就是推式离合器的压盘总成，图 3-2 所示为拉式离合器压盘总成。
图3-1 推式离合器压盘总成 图3-2 拉式离合器压盘总成1、推式离合器
1. 从动盘 2. 飞轮 3. 压盘 4. 膜片弹簧 5. 分离轴承 6. 分离拐臂 7. 压盘壳 8. 分离轴承壳9. 飞轮壳10. 离合器工作缸（分泵）11. 推杆 图3-3 推式离合器结构示意图 图3-3和3-4分别给出推式离合器结构和原理简图。如图 3-3 ，推式离合器与常规的螺旋弹簧离合器结构相近，只是用一只膜片弹簧代替了螺旋弹簧和分离杠杆（分离压爪）。膜片弹簧 4是一个鼓形弹簧，在内圈圆周上开有若干槽，它一方面起到将压盘 3紧紧地将从动盘 1压紧在飞轮 2上的作用，同时又起到分离杠杆的作用。 如图3-5 ，与常规螺旋弹簧离合器不同的是，膜片弹簧离合器在圆周上布置有四片联接压盘壳和压盘的传动片。每个传动片都是由四片弹性刚片组成。它的作用是将发动机旋转的动力传递给压盘，从而使压紧的压盘和飞轮共同带动从动盘摩擦片共同旋转。
中南林业科技大学 拉式膜片弹簧离合器设计 课程设计说明书 （比亚迪9500） 指导教师： 学院： 专业班级： 学号： 学生姓名： 2011年4月16日
目录 摘要 (4) 1 绪论 (5) 1.1 离合器概论 (5) 1.2 离合器的功用 (5) 1.3 离合器的工作原理 (6) 1.4 膜片弹簧离合器的概论 (7) 1.5 拉式膜片弹簧离合器的优点 (8) 2 离合器结构方案选取 (8) 2.1 离合器车型的选定 (8) 2.2 离合器设计的基本要求 (8) 3 离合器基本参数及尺寸的确定 (9) 4 离合器后备系数β的确定 (10) 5 单位压力P的确定 (11) 6 离合器膜片弹簧设计 (11) 6.1 膜片弹簧的结构特点 (11) 6.2 膜片弹簧的变形特性和加载方式 (11) 6.3 膜片弹簧的弹性变形特性 (12) 6.4 膜片弹簧的参数尺寸确定 (13) 6.4.1 H/h比值的选取 (14) 6.4.2 R及R/r确定 (14)
6.4.3 膜片弹簧起始圆锥底角α (15) 6.4.4 膜片弹簧小端半径r f及分离轴承的作用半径r p (15) 6.4.5 分离指数目n、切槽宽1δ、窗孔槽宽2δ、及半径r e (15) 7 离合器压盘设计 (16) 7.1 压盘的传力方式选择 (16) 7.2 压盘的几何尺寸的确定 (16) 7.3 压盘传动片的材料选择 (16) 8 离合器盖的设计 (17) 9 离合器从动盘设计 (17) 9.1 从动盘结构介绍 (17) 9.2 从动盘设计 (18) 9.2.1 从动片的选择和设计 (18) 9.2.2 从动盘毂的设计 (19) 9.2.3 摩擦片的材料选取及与从动片的固紧方式 (19) 结论 (21) 参考文献 (22)
推式膜片弹簧离合器的设计
目录 1 论述 (4) 1.1离合器概述................................... 错误！未定义书签。 1.2离合器的功用......................................................................错误！未定义书签。 1.3离合器的工作原理 ....................................................................错误！未定义书签。 1.4 膜片弹簧离合器概述 0 2离合器结构方案选取 (2) 2.1 离合器车型的选定 (2) 2.2 离合器设计的基本要求 (2) 2.3 离合器结构设计 (2) 2.3.1 摩擦片的选择 (2) 2.3.2 压紧弹簧布置形式的选择 (3) 2.3.3 压盘的驱动方式 (3) 2.3.4 分离杠杆、分离轴承 (3) 2.3.5 离合器的散热通风 (4) 3 离合器基本结构参数的确定 (4) 3.1摩擦片主要参数的选择 (4) 3.1.1摩擦片的校核 (5) (6) 3.1.2离合器单位摩擦面积滑磨功 3.2离合器后备系数β的确定 (6) 3.3单位压力P的确定 (7) 4 离合器从动盘设计 (7) 4.1从动盘结构介绍 (7) 4.2 从动盘设计 (8) 4.2.1 从动片的选择和设计 (9) 4.2.2 从动盘毂的设计 (9) 4.2.3摩檫片的材料选取及与从动片的固紧方式 (10) 5 离合器压盘设计 (11) 5.1压盘的传力方式的选择 (11) 5.2压盘的几何尺寸的确定 (11) 5.3压盘传动片的材料选择 (12) 5.4离合器盖的设计 (12) 6离合器分离装置设计 (13) 6.1分离杆的设计 (13) 6.2离合器分离套筒和分离轴承的设计 (13) 7 离合器膜片弹簧设计 (14) 7.1 膜片弹簧的结构特点 (14) 7.3 膜片弹簧的弹性变形特性 (15) 7.4 膜片弹簧的参数尺寸确定 (16) 7.4.1 H/h比值的选取 (17) 7.4.2 R及R/r确定 (17)
目录 第1章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 离合器的发展 (2) 1.3 膜片弹簧离合器的结构及其优点 (2) 1.4 设计内容 (4) 1.5 Pro/E软件的特点 (4) 第2章方案论证 (5) 2.1 离合器车型的选定 (5) 2.2 方案选择 (5) 第3章设计计算及参数的选择 (6) 3.1 离合器主要参数的选择 (6) 3.2 膜片弹簧设计 (9) 3.3 离合器盖总成设计 (13) 3.4 离合器主要零件的设计计算 (15) 致谢 (19) 参考文献 (20)
第1章绪论 1.1引言 以内燃机在作为动力的机械传动汽车中，离合器是作为一个独立的总成而存在的。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。 1.2离合器的发展 在早期研发的离合器结构中，锥形离合器最为成功。它的原型设计曾装在1889年德国戴姆勒公司生产的钢制车轮的小汽车上。它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件。采用锥形离合器的方案一直延续到20世纪20年代中叶，对当时来说，锥形离合器的制造比较简单，摩擦面容易修复。它的摩擦材料曾用过骆毛带、皮革带等。那时曾出现过蹄-鼓式离合器，其结构有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面。蹄-鼓式离合器用的摩擦元件是木块、皮革带等，蹄-鼓式离合器的重量较锥形离合器轻。无论锥形离合器或蹄-鼓式离合器，都容易造成分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。 现今所用的盘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。多片离合器最主要的优点是，汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击。早期的设计中，多片按成对布置设计，一个钢盘片对着一青铜盘片。采用纯粹的金属的摩擦副，把它们浸在油中工作，能达到更为满意的性能。 浸在油中的盘片式离合器，盘子直径不能太大，以避免在高速时把油甩掉。此外，油也容易把金属盘片粘住，不易分离。但毕竟还是优点大于缺点。因为在当时，许多其他离合器还在原创阶段，性能很不稳定。 石棉基摩擦材料的引入和改进，使得盘片式离合器可以传递更大的转矩，能耐受更高的温度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用较小的摩擦面积，因而可以减少摩擦片数，这是由多片离合器向单片离合器转变的关键。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使用多片离合器。
膜片弹簧离合器的设计与分析 第一章离合器概述 1.1离合器的简介： 联轴器、离合器和制动器是机械传动系统中重要的组成部分，共同被称为机械传动中的三大器。它们涉与到了机械行业的各个领域。广泛用于矿山、冶金、航空、兵器、水电、化工、轻纺和交通运输各部门。 离合器是一种可以通过各种操作方式，在机器运行过程中，根据工作的需要使两轴分离或结合的装置。 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。 离合器作为一个独立的部件而存在。它实际上是一种依靠其主、从动件之间的摩擦来传递动力且能分离的机构，见图1-1离合器工作原理图 图1-1离合器工作原理图 1—飞轮；2—从动盘；3—离合器踏板；4—压紧弹簧；5—变速器第一轴；6—从动盘毂
1.2汽车离合器的主要的功用： 1.保证汽车平稳起步： 起步前汽车处于静止状态，如果发动机与变速箱是刚性连接的，一旦挂上档，汽车将由于突然接上动力突然前冲，不但会造成机件的损伤，而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力，使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分离，然后离合器逐渐接合，由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑动磨擦的现象，可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大，而汽车的驱动力也逐渐增大，从而让汽车平稳地起步。 2.便于换档： 汽车行驶过程中，经常换用不同的变速箱档位，以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离，那么变速箱中啮合的传动力齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击，容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档，则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面间的压力大大减小，就容易分开。而待啮合的另一对齿轮，由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小，采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等，从而避免或减轻齿轮间的冲击。 3.防止传动系过载： 汽车紧急制动时，车轮突然急剧降速，而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性，仍保持原有转速，这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩，使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠摩擦力来传递转矩的，所以当传动系内载荷超过摩擦力所能传递的转矩时，离合器的主、从动部分就会自动打滑，因而起到了防止传动系过载的作用。 膜片弹簧离合器的优点： （1）、弹簧压紧力均匀，受离心力影响小 （2）、即使摩擦片磨损，压紧负荷也不减小 （3）、离合器结构简单，轴向尺寸小，动平衡性能好
拉式膜片弹簧离合器设计 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 图1。1 离合器总成 一,拉式膜片弹簧离合器得优点 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;拉式膜片弹簧就是中部与压盘相压在同样压盘尺寸得条件下可采用直径较大得膜片弹簧,提高了压紧力与传递转矩得能力,且并不增大踏板力,在传递相同得转矩时,可采用尺寸较小得结构;在接合或分离状态下,离合器盖得变形量小,刚度大,分离效率更高;拉式得杠杆比大于推式得杠杆比,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,拉式得踏板力比推式得一般可减少约;无论在接合状态或分离状态,拉式结构得膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触,在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程,不会产生冲击与哭声;使用寿命更长。 二,设计得预期成果 本次设计,我将取得如下成果:1、设计说明书:(1)离合器各零件得结构;(2)离合器主要参数得选择与优化;(3)膜片弹簧得计算与优化;(4)扭转减振器得设计;(5)离合器操纵机构得设计计算。2、图纸有:扭转减振器、摩擦片、膜片弹簧、从动盘、轴、压盘、离合器总成。
三,离合器得结构设计 为了达到计划书所给得数据要求,设计时应根据车型得类别、使用要求、制造条件,以及“系列化、通用化、标准化”得要求等,合理选择离合器结构。 ３、1离合器结构选择与论证 ３。1.1 摩擦片得选择 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与中、小型货车,因此该设计选择单片离合器。摩擦片数为2。 3。１。2 压紧弹簧布置形式得选择 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。其中膜片弹簧得主要特点就是用一个膜片弹簧代替螺旋弹簧与分离杠杆。膜片弹簧与其她几类相比又有以下几个优点: (1)由于膜片弹簧有理想得非线性特征,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得能力不变。当离合器分离时,弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高,而就是降低,从而降低踏板力; (２)膜片弹簧兼起压紧弹簧与分离杠杆得作用,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)易于实现良好得通风散热,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。
车辆离合器膜片弹簧的设计与优化 摘要: 膜片弹簧是汽车离合器的重要部件，是由弹簧钢板冲压而成，形状呈碟形。膜片弹簧结构紧凑且具有非线性特性，高速性能好，工作稳定，踏板操作轻 便，因此得到广泛使用。本文通过对膜片弹簧建立数学模型，特别通过引入加权 系数同时对两个目标函数进行比例调节，并用MATLAB编程来优化设计参数。通 过举例，结果证明在压紧力稳定性，分离力及结构尺寸上优化结果较为理想。 关键词: 膜片弹簧；优化设计；MATLAB 1.引言 1.1离合器膜片弹簧弹性特性的数学表达式 膜片弹簧是汽车离合器中重要的压紧组件，结构比较复杂，内孔圆周表面上 有均布的长径向槽，槽根为较大的长圆形或矩形窗孔，这部分称为分离指；从窗 孔底部至弹簧外圆周的部分像一个无底宽边碟子，其截面为呈锥形，称之为碟簧。 膜片弹簧的结构如图1-1所示。 图1-1 膜片弹簧结构示意图图1-2 膜片弹簧结构主要参数 、膜片弹簧主要结构参数如图2所示。R是自由状态下碟簧部分大端半径。 R 1 r 分别是压盘加载点和支承环加载点半径，H是自由状态下碟簧部分的内截锥高1 度。 膜片弹簧在自由、压紧和分离状态下的变形如图1-3所示。
图1-3 膜片弹簧在不同工作状态下的变形 膜片弹簧大端的压紧力F 1与大端变形量1λ之间的关系为： () ()()?? ????+???? ??--?-???? ??--?-?-?-=21111112112112/ln 16E F h r R r R H r R r R H r R r R h λλμλπ（1） 式中，r 为自由状态碟簧部分小端半径(mm)；h 为膜片弹簧钢板厚度(mm)。 显然，膜片弹簧大端的压紧力F 1与大端变形量1λ的函数关系为非线性关系。由式（1）可以看出膜片弹簧大端的压紧力F 1分别为R 、r 、H 、h 、R 1、r 1等参数有关，故膜片弹簧弹性特性较一般螺旋弹簧要复杂得多。 以某国产小轿车离合器为例，离合器主要性能结构参数为：最大摩擦力矩为 700N ·m 。从动盘为双片干式，摩擦片外径D=300mm ，内径d=175mm ，摩擦因数取0.3，膜片弹簧材料为60Si 2MnA ，材料弹性模量E=21000MPa ，泊松比μ=0.3。膜片弹簧主要结构参数尺寸如下表1-1所示。 表1-1 膜片弹簧主要结构参数尺寸 将以上数据带入式（1），编制仿真程序便可以很容易地绘制膜片弹簧弾性特 性曲线，如图1-3所示。
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)
1.毕业设计选题的目的和意义。 此次设计通过把离合器设计系统化，保证离合器在满足1.保证汽车起步平稳，2.保证传动系统换挡时工作平顺，3.防止传动系统过载等基本功用。同时，让离合器在所有行驶条件下，都具备可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备。其从动部分转动惯量要小，减轻换挡时变速器齿轮间的冲击减少同步器磨损。具备足够的吸热能力和良好的通风能力，保证工作温度不过高，增长使用寿命。具备减震缓冲和降低噪音能力。保证操宗轻便准确的性能，减轻驾驶员疲劳。具有足够的强度和良好的动平衡。使得离合器的结构简单化，小质量。为汽车提供比现有离合器更安全可靠，结构更简单，操作更舒适的离合器。 2.毕业设计方案选型 目前，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。离合器主要由主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构等四部分组成。 2.1从动盘数的选择 2.1.1单片离合（见表1 ） 表1 单片离合器 如右图所示：单片离合器只有一个从动 盘，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，使用 时能保证分离彻底，采用轴向有弹性的从动 盘可保证接合平顺。 2.1.2双片离合器（见表2）
表2 双片离合器如右图所示，双片离合器的摩擦面是单 片离合器的两倍，其传递转矩的能力较大； 接合更为平顺和柔和；在传递相同转矩的情 况下，径向尺寸较小，踏板力较小；中间压 盘通风散热性差，容易引起摩擦片过热，加 快其磨损甚至烧坏；分离行程较大，不易彻 底分离，因此，在设计时在结构上必须采取 相应的措施；轴向尺寸大，结构复杂；从动 部分的转动惯量较大。这种结构一般用在传 递转矩且径向尺寸受到限制的场合。 2.1.3多片离合器（见表3） 表3 多片离合器特点及图形 如右图所示，多片离合器多为湿式，具 有接合更加平顺、柔和，摩擦表面温度较低， 磨损小，使用寿命长，但分离行程大，分离 不彻底，轴向尺寸和从动部分转动惯量大， 主要在总质量大于14t的商用车的行星齿 轮变速器换挡机构中。
离合器设计指导书 一、设计的目的、任务及要求 1.目的 1）通过选型能了解不同型式离合器之间的差异及优缺点； 2）根据给定车型要求选择合适结构形式的离合器； 3）熟悉离合器设计的一般过程； 4）对离合器选材、设计和制造工艺有一定了解。 2.任务和要求 任务：设计给定车型离合器总成（不包括操纵机构）。 要求：在组长的领导下，各小组成员分工开展设计工作。设计完成后，每组要提交离合器设计说明书一份，从动盘总成装配图一张（1号）和零件图X张（3号）（每位成员需绘制一张图）。以组长为主进行设计工作，每位小组成员都要参方案论证，承担部分设计计算工作。 3.基本参数：按总体设计时给出的，缺少的参数上网查找（类似车型的即可）。 4.参考资料 1）《汽车工程手册》第二分册，机械工业出版社； 2）《离合器》，徐石安等编，人民交通出版社。 二、离合器结构方案选择 离合器结构方案很多，本设计采用盘形摩擦式离合器，主要结构选择如下： 1.从动盘数：单片； 2.压紧弹簧形式：膜片弹簧； 3.分离时离合器受力形式：推式； 4.压盘驱动形式：传力片式； 1）扭转减振器：有； 2）离合器操纵机构：机械式。 一、离合器设计的目的及离合器概述 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，培养学生动手设计项目、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。通过这次课程设计，使学生充分地认识到设计一个工程项目所需经历的步骤，以及身为一个工程技术人员所需具备的素质和所应当完成的工作，为即将进入社会提供了一个良好的学习机会，对于由学生
目录 第一章离合器简介.............................. 错误!未定义书签。 1.1离合器的功用 (2) 1.2离合器的工作原理 (3) 1.3离合器的工作过程 (4) 第二章设计任务 (9) 第三章方案分析及选择 (10) 3.1从动盘数的选择 (10) 3.2压紧弹簧和布置形式的选择 (10) 3.3膜片弹簧的支承形式 (11) 3.4压盘的驱动方式 (11) 第四章主要零件设计及校核计算； (11) 4.1后备系数Β (11) 4.2单位压力 (11) 4.3摩擦片外径D、内径D和厚度B............... 错误!未定义书签。 4.4摩擦因数F、摩擦面数Z和离合器间隙△T ..... 错误!未定义书签。第五章离合器的设计与计算...................... 错误!未定义书签。 5.1离合器基本参数的优化 ..................... 错误!未定义书签。 5.2膜片弹簧的弹性特性 ....................... 错误!未定义书签。 5.3膜片弹簧基本参数的选择 ................... 错误!未定义书签。 5.4膜片弹簧的优化设计 ....................... 错误!未定义书签。第六章设计小结................................ 错误!未定义书签。参考文献....................................... 错误!未定义书签。
第一章离合器简介 1.1离合器的功用 汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动轮。离合器是汽车传动系中直接与发动机相联系的部件。在汽车起步前，先要起动发动机，这时应使变速器处于空挡位置，将发动机与驱动轮之间联系断开，以卸除发动机负荷。待发动机已起动并开始正常的转速运转后，方可将变速器挂上一定档位，使汽车起步。汽车起步时，汽车是从完全静止的状态逐步加速的。如果传动系（它联系着整个汽车）与发动机刚性地联系，则变速器一挂上档，汽车将突然向前冲动一下，但并未能起步。这是因为汽车从静止到前冲时，产生很大惯性力。对发动机造成很大的阻力矩。在这惯性阻力矩作用下，发动机在瞬时间转速急剧下降到最低转速（一般为300-500r/min）以下，发动机即熄火而不能工作，当然汽车也不能起步。离合器的首要功用是保证汽车平稳起步。在传动系中装设了离合器后，在发动机起动后，汽车起步之前，驾驶员先踩下离合器踏板，将离合器逐渐接合，在离合器逐渐接合过程中，发动机所受阻力矩也逐渐增加，故应同时逐渐踩下加速踏板，即逐步增加对发动机的燃料供给量，使发动机的转速始终保持在最低稳定转速以上，不致熄火。由于离合器的接合紧密程度增大，发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加。到牵引力足以克服起步阻力时，汽车即从静止开始运动并逐步加速。 离合器的另一项功用是保证传动系换档时工作平稳。在汽车行使过程中，为了适应不断变化的行使条件，传动系经常要换用不同档位工作。实现齿轮式变速器的换档，一般是拨动齿轮或其它挂档机构，使原用档位的某一齿轮副退出传动，再使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前也必须踩下离合器踏板，中断动力传递，便于使原用档位的齿轮副脱开，同时有可能使新档位齿轮副的啮合部位的速度逐渐相等（同步），这样，进入啮合时的冲击可以大为减轻。 离合器的第三功用是防止传动系过载。当汽车进行紧急制动时，若没有离合器，则发动机将因和传动系刚性相连而急剧降低转速，因此其中传动件会产生很大的惯性力矩（数值可能大大超过发动机正常工作时所发出大最大转矩），对传动系造成超过其承载能力的载荷,而是其机件损坏。有了离合器，便可依靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动以消除这一危险。 欲使离合器起到以上几个作用，离合器应该是这样一个传动机构，其主动部分和从动部分可以暂时分离，又可以逐渐接合，并且在传动过程中还要有可能相对转动。所以，离合器的主动件与从动件之间不可
《汽车设计》 ——课程设计 题目拉式膜片弹簧离合器设计 学院物流学院 专业交通运输 班级 姓名 指导教师
目录 一离合器车型的选定 (1) 二离合器基本结构参数的选择 (2) 1 摩擦片主要参数选择 (2) 2 离合器后背参数 的确定 (3) 3 单位压力0P的确定 (4) 4 摩擦片基本参数的优化 (5) 5 摩片弹簧基本参数的选择 (7) 6 膜片弹簧的优化设计 (8) 7 离合器压盘设计 (9) 8 离合器盖设计 (10) 9 从动盘总成设计 (11) 参考文献 (13) 心得 (14) 附图
一离合器车型的选定 1.本设计针对的车型是长安福特汽车 2.基本参数如下： 车型：长安福特 整车质量：1084 (kg) 最高车速：n=170 (km/h) 主要尺寸：3950*1722*1467 长/宽/高 (mm) 最大功率：63/6000 (Kw/rpm) 最大扭矩：123/3500 (N.m/rpm)
二 离合器基本结构参数的确定 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。 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P0，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 （2.1） 式中，D K 为直径系数，取值范围见表2-1。 由选车型得max e T = 123 N ·m ，D K =14.6， 则将各参数值代入式后计算得 D=161.9218 mm 表2-1 直径系数D K 的取值范围 车 型 直径系数D K 乘用车 14.6 最大总质量为1.8～14.0t 的商用车 16.0～18.5(单片离合器) 13.5～15.0(双片离合器) 最大总质量大于14.0t 的商用车 22.5～24.0
乘用车膜片弹簧离合器设计方案(DOC 43页)
乘用车膜片弹簧离合器设计 第一章绪论 1.1 论文设计的目的及意义 通过了解乘用车离合器的构造，掌握乘用车离合器的工作原理，了解从动盘总成、压盘和膜片弹簧的结构，掌握从动盘总成、压盘和膜片弹簧的设计方法，通过对以上几方面的了解，从而深入的了解离合器。学会如何查找文献资料、相关书藉，培养学生动手设计项目、自主学习的能力，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、便于维护的乘用车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定扎实的基础。通过这次的毕业设计，使学生充分地认识到设计一个工程项目所需经历的步骤和方法，以及身为一个工程技术人员所需具备的素质和所应当完成的工作，为即将进入社会提供了一个良好的学习机会，对于由学生向工程技术人员转变有着重大的实际意义。 1.2 论文选题的背景 对于以内燃机为动力的汽车，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稳平顺地接合，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。 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。 汽车传动系的设计对汽车的动力学和燃油经济性有着重大影响，而离合器又是汽车传动系中的重要部件。在离合器设计中，合理地选择离合器的结构型式和设计参数不仅保证了其在任何情况下都能可靠地传递发动机转矩，还使其有足