目录
第1章汽车离合器综述 (2)
第2章设计方案的分析与确定 (4)
2.1离合器分类 (4)
2.2离合器形式的选择 (4)
_Toc281389034第3章主要零部件设计计算和验算的简要过程 (8)
3.1 摩擦片的设计 (8)
3.1.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b (8)
3.1.2 后备系数β (9)
(9)
3.1.3 单位压力P
O
3.1.4 摩擦因数f、离合器间隙Δt (9)
3.2 离合器基本参数的优化 (10)
3.2.1 设计变量 (10)
3.2.2 目标函数 (10)
3.2.3 约束条件 (10)
3.3 膜片弹簧的设计 (12)
3.3.1 膜片弹簧的基本参数的选择 (12)
3.3.2 膜片弹簧的弹性特性曲线 (13)
3.3.3 强度校核 (15)
3.4从动盘毂花键的强度验算 (15)
第4章主要部件结构设计说明 (16)
4.1从动盘总成的设计 (16)
4.1.1从动盘毂 (16)
4.1.2 从动片 (17)
4.1.3 波形片和减振弹簧 (17)
4.2离合器盖和压盘的方式选择 (17)
4.2.1 离合器盖 (17)
4.2.2 压盘 (17)
4.3分离轴承的选择 (18)
4.4离合器的通风散热 (18)
4.5离合器种类的选择 (18)
4.6分离时离合器受力形式的选择 (18)
4.7扭转减振器的设计 (18)
4.8离合器的操纵机构选择 (22)
第5章经济、技术分析及对设计所作的简要评语 (23)
5.1经济、技术分析 (23)
5.2简评 (24)
参考文献 (24)
致谢 (26)
附录： (27)
第1章汽车离合器综述
1.1离合器的功能
离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件，主要作用是保证汽车起步平稳，保证传动系统换挡时工作平顺，防止传动系统过载等，在离合器的具体结构上，首选，在保证传递发动机最大转矩的前提下，应满足两个基本要求：首先，分离彻底、接合柔和。其次，离合器从动部分的转动惯量要尽可能的小。此外，还要求离合器散热良好。
1.2离合器的类型
膜片弹簧推式离合器
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对离合器的要求
摩擦式离合器的结构类型非常多，而且有多种组合方式，但不管哪种结构类型，也不管什么组合方式，对它们的使用要求是一致的。
1. 能可靠地传递发动机的最大转矩，并有转矩储备。
2. 接合平顺柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。
3．分离迅速、彻底。
4．离合器从动部分转动惯量要小，以减轻换挡齿轮间的冲击，便于换挡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散热效果，以保证工作温度不致过高。
6．应使传动系避免扭转共振，并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力。
7．操纵轻便、准确。
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，以保证有稳定的工作性能。
9．应有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、寿命长。
10．结构应简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。
第2章设计方案的分析与确定
2.1离合器分类
离合器结构类型较多，且可有多种组合。
按传递扭矩的方式，离合器可分为摩擦式离合器、液力式离合器和电磁式离合器；按离合器操纵方式可分为强制操纵式和自动操纵式。
摩擦式离合器是利用摩擦力把转矩从主动元件传递给从动元件的离合器。它是目前各种汽车传动系中应用最广泛的一种结构。摩擦式离合器按摩擦表面的形状可分为锥式、鼓式和片式三种，汽车多采用片式。片式按其从动盘的数目可分为单片、双片和多片；按其压紧弹簧布置形式可分圆周布置、中央布置和斜向布置；按其压紧弹簧不同可分圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧和膜片弹簧；按其分离时作用力的方向可分拉式和推式。
液力式离合器的主、从两元件间利用液体介质进行转矩的传递。常见的有液力耦合器和液力变矩器两种，但不能起到离合器的全部作用。
电磁式离合器的主、从两元件间利用电磁力的作用而传递转矩的。
强制操纵式离合器是根据驾驶员意志通过一定形式的操作机构强制性地进行。通常有机械式、液力式和气动式几种。
自动操纵式离合器能根据汽车的行驶速度或发动机的转速变化自动地进入接合或分离，无须驾驶员操作，使得汽车的操纵系更为简单，驾驶更轻便舒适。
2.2离合器形式的选择
2.2.1 摩擦片的选择
根据从动盘数分离合器可分为单片、双片和多片。
单片离合器具有结构简单，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，分离彻底、接合较平顺等优点。轿车和微型、轻型货车发动机的最大转矩一般不大，在布置尺寸允许时离合器通常只设有一片从动盘。
双片离合器由于摩擦面数增加一倍，因而传递转矩的能力较大;在传递相同转矩的情况下，径向尺寸较小，踏板力较小，另外接合较为平顺。但中间压盘通风散热不良，两片起步负载不均，因而容易烧坏摩擦片，分离也不够彻底。这种结构一般用在传递转矩较大且径向尺寸受到限制的场合。
多片离合器多为湿式。它有分离不彻底、轴向尺寸和质量大等缺点。（以往主要用于行星齿轮变速器换挡机构中）但它具有接合平顺柔和、摩擦表面温度较低、磨损较小、使用寿命长等优点。主要应用于重型牵引车和自卸车上。
由于本设计的车是轿车，转矩相对较小，在布置上也较为合理，所以选择单片离合器即可。
2.2.2 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。
周置弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧其特点结构简单、制造容易。
中央弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋弹簧或用一个圆锥弹簧作为压紧弹簧，并且布置在离合器的中心。此结构轴向尺寸较大。由于可选较大的杠杆比，因此可得到足够的压紧力，且有利于减小踏板力，使操纵轻便。压紧弹簧不与压盘直接接触，不会使弹簧受热退火，通过调整垫片或螺纹容易实现对紧力的调整。这种结构多用于重型汽车上。
斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传力动盘上，并通过压杆作用在压盘上。这种结构的显著优点是在摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所受的压紧力几乎保持不变。与上述两种离合器相比具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点。此结构在重型汽车上已有采用。
膜片弹簧离合器中的膜片弹簧是一种具有特殊结构的碟形弹簧，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。
2.2.3 分离时离合器受力形式选择
从提高离合器工作性能的另一个角度出发，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使用寿命，适应高转速，增加传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。
推式膜片弹簧离合器杠杆小于拉式膜片弹簧离合器杠杆比，结构简单，安装方便，使用寿命长，装配时推式膜片弹簧离合器锥顶朝后，大端靠在压盘上，对压盘施加外力。
故选择推式膜片弹簧。
2.2.4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。
传动片式此结构中压盘与飞轮对中性好，使用平衡性好，简单可靠，寿命长。
经比较，我选择径向传动驱动方式。
2.2.5 分离杠杆、分离轴承
分离杠杆的作用由膜片弹簧承担，其作用是通过分离轴承克服离合器弹簧的推力并推动压盘移动，从而使压盘与从动盘和从动盘与飞轮相互分离，截断动力的传递，分离杠杆要具有足够的强度和刚度，以承受反复作用在其上面的弯曲应力，分离轴承的作用是通过分离叉的作用使分离轴承沿变速器前端盖导向套作轴向移动，推动旋转中的膜片弹簧中部分离前端，使离合器起到分离作用。分离本次设计选用的是油封轴承，它可以将润滑脂密封在轴承壳内，使用中不需要增加润滑，相比供油式轴承则需增加。 2.2.6 扭转减振器
它能降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率，增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的瞬态扭振，控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器的扭振与噪声，缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性。
故要有扭转减振器。
2.2.7 离合器的散热通风
试验表明，摩擦片的磨损是随压盘温度的升高而增大的，当压盘工作表面超过200~180°C 时摩擦片磨损剧烈增加，正常使用条件的离合器盘，工作表面的瞬时温度一般在180°C 以下。在特别频繁的使用下，压盘表面的瞬时温度有可能达到C 1000。过高的温度能使压盘受压变形产生裂纹和碎裂。为使摩擦表面温度不致过高，除要求压盘有足够大的质量以保证足够的热容量外，还要求散热通风好。改善离合器散热通风结构的措施有：在压盘上设散热筋，或鼓风筋；在离合器中间压盘内铸通风槽；将离合器盖和压杆制成特殊的叶轮形状，用以鼓风；在离合器外壳内装导流罩。膜片弹簧式离合器本身构造能良好实现通风散热效果，故不需作另外设置。
第3章 主要零部件设计计算和验算的简要过程
3.1 摩擦片的设计
3.1.1 初选摩擦片外径D 、内径d 、厚度b
A
T D e max 100
（3-1）
mm D 28.20647
200
100
表3.1 离合器摩擦片尺寸系列和参数
[1]
根据表3.1可知，取D=225mm,d=150mm, b=3.5mm。
3.1.2 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），再加上载自卸车的后备功率比较小，使用条件较差，故取β＝1.3。
3.1.3 单位压力P
O
P＝0.25 Mpa 根据3.1可知，对于小轿车，当D<230时，则
P＝0.25Mpa。
由于D＝200mm,取
表3.2 摩擦片单位压力[2]
故根据表3.2可知，
P<0.35Mpa时，摩擦片材料选择石棉基材料。
当0.15Mpa<
3.1.4 摩擦因数f、离合器间隙Δt
摩擦因数f=0.3
离合器间隙Δt=3mm
摩擦面数 Z=2
3.2 离合器基本参数的优化 3.2.1 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
（3-2）
3.2.2 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其结构尺寸尽可能小，即目标函数为
)]
(4
min[)(22d D x f
（3-3） 3.2.3 约束条件 （1） 最大圆周速度
根据下式
s
m D n v e D /70~6510603max
（3-4）
知，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（r/min ） 所以s m s m D n V e D 706710225570060
1060
33max
＝π
，
故符合条件。
（2）摩擦片内、外径之比c
c=
667.0225
150
D d ，满足0.5370.0 c 的条件范围。 （3）后备系数β
初选后备系数β＝1.3
（4）扭转减振器的优化
对于摩擦片内径d=150mm, 而减振器弹簧位置半径R 0＝(0.6～0.75)d/2， 故取R 0＝0.6d/2＝0.6752.482
150
(mm)，取R 0为48mm 所以d-2R 0＝140－2×42＝54mm>50mm 故符合d>2R 0+50mm 的优化条件 （5）单位摩擦面积传递的转矩c0T
c0
T =
][)(402
2c T d D Z Tc
（3-5）
根据下式知，
Tc=max e T [2]=1.3×200=260(N ·m) 故c0T ＝
)
150225(2260
42
2 =0.0058(N.m /2mm )
表3.3 单位摩擦面积传递转矩的许用值
[2]
（N.m/mm 2
）
根据表3.3知，
当摩擦片外径D 〉210-225mm 时，]T [0c =0.30 N.m /2mm >0.0058 N.m /2mm ，故符合要求。 （6）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 ＝0.25Mpa ，在规定范围内，故满足要求。
3.3 膜片弹簧的设计
3.3.1 膜片弹簧的基本参数的选择 （1）比值
h
H
和h 的选择 为了保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧的h
H 一般为1.5～2.0，板厚h 为2～4mm 故初选h=2.6mm, h
H
=1.54则H=4，h=2.6mm 。 （2）
r
R
比值和R 、r 的选择 由于摩擦片平均半径Rc=
)(75.934
150
2254mm d D ， （3-6）
对于推式膜片弹簧的r 值，应满足关系R Rc=93.75mm 。 故取R=105mm ，再结合实际情况取R/r=1.257，则r=83.5mm 。 （3）α的选择 α＝arctanH/(R-r)=arctan4/(105-83.5)≈10.5°
（3-7）
故满足9°～15°的范围。 （4）分离指数目n 的选取 取为n=18。
（5）膜片弹簧小端内半径0r 及分离轴承作用半径f r 的确定
0r 由离合器的结构决定，其最小值应大于变速器第一轴花键的外径。
由d=Kd 3max
Te [6]
公式，可求得d=24mm,则取0r ＝28mm,再取分离轴承f r ＝30mm 。
（6）切槽宽度δ1、δ2及半径e r
取δ1＝3.2mm, δ2=10mm, e r 满足r-e r >=δ2,则e r <=r-δ2=83.5-10=73.5mm 故取e r ＝72mm 。
(7) 压盘加载点半径R 1和支承环加载点半径r 1的确定
由于R 1和r 1需满足下列条件[2]：
711 R R 610 r r
故选择R 1＝103mm ， r 1＝84mm 。 3.3.2 膜片弹簧的弹性特性曲线
假设膜片弹簧在承载过程中，其子午线刚性地绕上地某中性点转动。 设通过支承环和压盘加载膜片弹簧上地载荷P 1(N)集中在支承点处，加载点间的相对轴向变形为x 1(mm),则膜片弹簧的弹性特性如下式表示：
21111112
1
12111)2)(()()
/ln()1(6)(h r R r R x H r R r R x H r R r R b Ehx x f P
（3-8）
式中，E ――弹性模量，钢材料取E=2.0×510Mpa ； b ――泊松比，钢材料取b=0.3；
R ――自由状态下碟簧部分大端半径，mm ； r ――自由状态下碟簧部分小端半径，mm ； R 1――压盘加载点半径，mm ； r 1――支承环加载点半径，mm ；
H ――自由状态下碟簧部分内截锥高度，mm ；
h ――膜片弹簧钢板厚度，mm 。 绘制图像如下：
由MATLAB 所绘制的曲线取点，得到下面坐标 x =2.7270 y =4.8040e+003 x =4.3300 y = 4.5440e+003
则可知 M 1 2.7270mm , M P 1 4.8040e+003N
N 1 4.3300mm , N P 1 4.5440e+003N
上述曲线的拐点H 对应着膜片弹簧的压平位置，而且2/)(111N M H
（3-9） 则
H 1 ＝5285.32/)3300.47270.2(
新离合器在接合状态时，膜片弹簧工作点B 一般取在凸点M 和拐点H 之间，且靠近或在H 点处，一般H B 11)0.1~8.0(
则取mm H B 352.395.011 则此时校核后备系数
31
.1200
2
5.833.04674max
e c
c T Z R
（3-10） 满足要求
离合器彻底分离时，膜片弹簧大端的变形量为
f M N 111 （f 1 即为压盘的行程)f 故mm f M N 6030.17270.23300.411
压盘刚开始分离时，压盘的行程mm f M N 8015.07270.25285.311' 3.3.3 强度校核
膜片弹簧大端的最大变形量， N 1 4.3300mm ， 由公式
nhl
P j
（3-11） 得a B MP 42.786
3.4从动盘毂花键的强度验算 花键尺寸选定后应进行强度校核。 挤压应力计算公式：nhl
P
j
(MPa) P=4Temax/(D+d)Z=4*200/(32+26)=6897 N
(3-12)
nhl
P
j
=6.897/10*3*30=7.66 MPa 从动盘毂一般由中碳钢锻造而成，并经调质处理，其挤压应力不应超过20MPa 。
故满足条件。
第4章 主要部件结构设计说明
4.1从动盘总成的设计 4.1.1从动盘毂
从动盘毂轴向长度不宜过小[2]，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底，一般取1.0～1.4倍的花键轴直径。故取从动盘毂轴向长度取为1.4d=1.4×26=36mm 。从动盘毂的材料选取45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，采用镀铬工艺，对减振弹簧窗口及与从动片配合处进行高频处理。根据摩擦片的外径D 的尺寸及表4.1查出从动盘毂花键的尺寸。
表4.1 离合器从动盘毂花键尺寸系列[2]
由于D=225mm,则查表可得，
摩擦片
外径 D/mm 发动机的 最大转矩 Temax/N ·m
花键尺寸
挤压应力 σj/Mpa 齿数 N 外径 D ′/mm 内径 d ′/mm 齿厚 b/mm 有效齿长 l/mm 160 50 10 23 18 3 20 10 180 70 10 26 21 3 20 11.8 200 110 10 29 23 4 25 11.3 225 150 10 32 26 4 30 11.5 250 200 10 35 28 4 35 10.4 280 280 10 35 32 4 40 12.7 300 310 10 40 32 5 40 10.7 325 380 10 40 32 5 45 11.6 350
480
10
40
32
5
50
13.2
花键尺寸：齿数n=10，外径'D=32mm, 内径'd＝26mm 齿厚t=4mm,
=11.5Mpa
有效齿长l=30mm, 积压应力
c
4.1.2 从动片
从动片要求质量轻，具有轴向弹性，硬度和平面度要求高。
材料选用中碳钢板50钢，厚度为取为2mm，表面硬度为35～40HRC。
4.1.3 波形片和减振弹簧
波形片采用65Mn，厚度取为0.8mm，硬度为40～46HRC，并经过表面发蓝处理。减振弹簧用60Si2MnA弹簧钢丝。
4.2离合器盖和压盘的方式选择
4.2.1 离合器盖
离合器盖是离合器的主动件之一，它与飞轮固定在一起，通过它传递发动机的一部分转矩给压盘。此外它还是离合器压紧弹簧和分离杆的支承壳体。因此它需要具有足够的刚度，板厚取4mm，乘用车离合器盖用10钢等低碳钢板。
4.2.2 压盘
（1）压盘传动方式的选择
由于传统的凸台式连接方式、键式连接方式、销式连接方式存在传力处之间有间隙的缺点，故选择已被广泛采用的传动片传动方式。
另选用膜片弹簧作为压力弹簧时，则在压盘上铸有一圈凸起以供支承膜片弹簧或弹性压杆之间。
（2）压盘几何尺寸的确定
前面已经分析了如何确定摩擦片的内、外径尺寸。当摩擦片的尺寸确定后，与它配合工作的压盘内、外径尺寸也就基本确定下来了。这样，压盘几何尺寸最后归结为如何确定它的厚度。
压盘厚度的确定主要依据以下两点：一是压盘应有足够的质量；二是压盘应具有较大的刚度。为满足上述要求压盘应做得厚些，本次设计采用20mm。（3）传动片
传动片的作用是在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转，分离时，又可利用它的弹性来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。
传动片采用3组，每组3片的形式，具体尺寸为，宽a=25mm，厚b=1mm，两孔间距为l=20mm，孔直径为d=10mm，传动片弹性模量E=25
10
MPa。
由于各传动片沿圆周均匀分布，它们的变形不会影响到压盘的对中性和离合器的平衡性。
4.3分离轴承的选择
n=5700r/min,离心力造成的径向力很大，因此采用调心式角接触球由于
max
e
轴承。
4.4离合器的通风散热
由于离合器尺寸小，在离合器盖上开通风窗口即能满足离合器通风散热的要求。
4.5离合器种类的选择
根据设计方案的分析，确定采用单片膜片弹簧离合器。
4.6分离时离合器受力形式的选择
由于小轿车质量轻，推式优点多，所以采用推式。
4.7扭转减振器的设计
4.7.1扭转减振器主要参数
（1）极限转矩T
j
极限转矩为减振器在消除限位销与从动盘毂缺口之间的间隙时所能传递的最大转矩，即限位销起作用时的转矩。极限转矩受限于减振弹簧的许用应力等因素，与发动机最大转矩有关，一般可取，
T j =(1.5～2.0)
max
e
T[2]
对于商用车，系数取1.5。
则T
j =2.0×
max
e
T＝2.0×200＝400（N.m）
（2）扭转刚度k
为了避免引起系统的共振，要合理选择减振器的扭转刚度，使共振现象不发生在发动机常用工作转速范围内。
由经验公式k 13
T j[2]初选
即k ＝13
Tj＝13×400＝5200（N.m/rad）
（3）阻尼摩擦转矩T
μ
由于减振器扭转刚度k 受结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，故为了在发动机工作转速范围内最有效的消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩。
根据公式初选T
μ
T μ＝（0.06～0.17）
max
e
T[2]
取T
μ=0.1
max
e
T=0.1×200=20 (N.m)
（4）预紧转矩T
n
减振弹簧在安装时都有一定的预紧。T
n
增加，共振频率将向减小的频率的方
向移动，这是有利的。但是T
n 不应大于T
μ
由于T
n
满足以下关系：
T n ＝（0.05～0.15）
max
e
T[2]
且T
n Tμ＝20N.m
而（0.05～0.15）
max
e
T＝10～30 N.m
则初选T
n
＝12N.m
（5）减振弹簧的位置半径R
R
的尺寸应尽可能大些，一般取
R
=(0.60～0.75)d/2[2]
则取
R=0.65d/2=0.65×150/2=48.75(mm),可取为48mm。
（6）减振弹簧个数Z
j
根据表4.1[2]知，
表4.2 减振弹簧个数的选取
当摩擦片外径D 250mm时，=4～6 ,故取Z j=6
（7）减振弹簧总压力F
当限位销与从动盘毂之间的间隙被消除，减振弹簧传递的转矩达到最大值
T
j
时，减振弹簧受到的压力F 为
F ＝T j/R0 （4-1）
＝400/(48×3
10 )
＝8.33(kN)
4.7.2 减振弹簧的计算
在初步选定减振器的主要参数以后，即可根据布置上的可能来确定和减振器
设计相关的尺寸。
（1）减振弹簧的分布半径R
1
由于R
1
的尺寸应尽可能大些[1]，一般取
R
1
=(0.60～0.75)d/2
式中，d为离合器摩擦片内径
故R
1=0.65d/2=0.65×150/2=48(mm)，即为减振器基本参数中的R
（2）单个减振器的工作压力P
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
中北大学 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院（系）：机电工程学院 专业：车辆工程 题目：夏利汽车盘式制动器方案设计 综合成绩： 职称: 年月日
目录 一、夏利汽车主要性能参数---------------------4 二、制动器的形式-----------------------------5 三、盘式制动器主要参数的确定-----------------7 四、盘式制动器制动力矩的设计计算-------------9 五、盘式制动器制器的校核计算----------------10 1.前轮制动器制动力矩的校核计算 2.摩擦衬片的磨损特性计算 六、经过计算最终确定后轮制动器的参数--------13 七、设计小结--------------------------------13 八、设计参考资料----------------------------13
轿车前轮制动器设计说明书前言汽车制动系是用以强制行驶中的汽车减速或停车、使下坡行驶的汽车车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地(包括在斜坡上)驻留不动的机构。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好、制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。本次课程设计根据任务要求只对夏利汽车盘式制动器方案设计。
一、汽车主要性能参数 主要尺寸和参数： （1）、轴距：L=2405mm （2）、总质量：M=900kg （3）、质心高度：0.65m （4）、车轮半径：165mm （5）、轮辋内径：120mm （6）、附着系数：0.8 （7）、制动力分配比：后制动力/总制动力=0.19 （8）、前轴负荷率：60%；即质心到前后轴距离分别为 L1=L?(1?60%)=962mm L2=L?60%=1443mm （9）、轮胎参数：165/70R13； 轮胎有效半径r e为： 轮胎有效半径=轮辋半径+（名义断面宽度×高宽比） 所以轮胎有效半径r e=(240 2 +165×70%)=235.5mm （10）、制动性能要求：初速度为50KM/h时，制动距离为15m。则 满足制动性能要求的制动减速度由：S=1 3.6(τ2‘+τ2“ 2 )μ0+μ02 25.92 a bmax 计算最大减速度 a bmax，其中μ0=Ｕ =50Km/h；S=15m；τ2‘= 0.05s；τ2“=0.2s。经计算得 最大减速度 a bmax≈7.47m s2 ?
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
第二章可控自冷盘式制动器 K P Z— / ?? ?? 制动器副数?规格 ?? ?制动盘直径 ?? ?制动 ?? ?盘式 ?? ?可控 ?? ?KPZ型号含义 1．可控盘闸系统的选用型号含义 2. 结构特征与工作原理 2.1 机械系统结构及工作原理 ?? ?1 电动机；2 联轴器；3 牵引体；4 传动轮；5 联轴器；6 垂直轴减速器；7 制动盘；8 弹簧；9 活塞；10 闸瓦； 11 油管 图1 制动装置布置图 自冷盘式可控制动装置主要由制动盘，液压制动器（含活塞、闸瓦、弹簧等），底座，液压站等组成，图1是制动装置在系统中的布置示意图。它主要由制动盘7和液压制动器（8，9，10）等组成。盘式制动装置的制动力是由闸瓦10与制动盘7摩擦而产生的。因此调节闸瓦对制动盘的正压力即可改变制动力。而制动器的正压力N 的大小决定于油压P与弹簧8的作用结果。当机电设备正常工作时，油压P达最大值，此时正压力N为0，并且闸瓦与制动盘间留有1-1.5mm的间隙，即制动器处于松闸状态。当机电设备需要制动时，根据工况和指令情况，电液控制系统将按预定的程序自动减小油压以达到制动要求。 2. 盘式制动器的安装说明： 2.1 盘式制动器主机的安装： 盘式制动装置安装前要准确测定位置及距离。通常制动盘与减速器的某一低速轴相连，也可以直接与驱动轮连接实现各种工作制动。 安装制动器时制动闸座与底座安装必须对中安装。制动盘安装后要求盘面的旋转跳动量≤0.1mm，闸盘与闸瓦的平行度≤0.2mm。盘式制动器在松闸状态下，闸瓦与制动盘的间隙为1～1.5mm；制动时，闸瓦与制动盘工作面的接触面积不应小于80％。
安装于减速机倒数二轴上安装于滚筒轴上 电动机; 2-联轴器; 3-牵引体; 4-传动轮; 5-联轴器; 6-减速器; 7-制动盘; 8, 9, 10-液压制动器; 11-油管 图2 制动装置安装布置示意图 其中制动盘安装分两种情况，1、胀套联接2、键连接 2.2 盘式制动装置的连接方式 胀套联接 KZP自冷盘式可控制动装置胀套联接 胀套示意图 表3 安装尺寸表 和无损伤。在清洗后的胀套结合面上均匀涂一层薄润滑油(不含二硫化钼等极压添加剂)，预装到滚筒轴上。把制动盘推移到滚筒轴上，使达到设计规定的位置，然后按胀套拧紧力矩的要求将胀套螺钉拧紧。 拧紧胀套螺钉的方法： (1) 使用扭矩扳手，按对角、交叉的原则均匀的拧紧。 (2) 拧紧螺钉时按以下步骤拧紧： a. 以1/3MAX值拧紧 b. 以2/3MAX值拧紧 c. 以MAX值拧紧 d. 以MAX值检查全部螺钉 安装完毕后，在胀套外漏端面及螺钉头部涂上一层防锈油脂，并进行整体二次灌浆。
制动器设计说明书
摘要 制动器可以分两大类，工业制动器和汽车制动器，汽车制动器又分为行车制动器（脚刹）和驻车制动器。在行车过程中，一般都采用行车制动（脚刹），便于在前进的过程中减速停车，不单是使汽车保持不动。若行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后，就要使用驻车制动（手刹），防止车辆前滑和后溜。停车后一般除使用驻车制动外，上坡要将档位挂在一档（防止后溜），下坡要将档位挂在倒档（防止前滑）。 使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。 臂架式盘式制动器是一种新型的主要适用于起重运输机械的制动装置。本论文着重介绍了其特点、关键零部件的选择或设计计算方法、主要性能参数及一些台架试验结果。除此之外还着重介绍了制动臂、松闸器等关键部件的设计参数及注意事项，同时细节方面对于制动器的静力矩也做了详细的计算设计。 Abstract Brakes can be divided into two categories, industrial brakes and automotive bra kes, automotive brake is divided into brake (foot brake) and the parking brake. In the driving process, generally used brake (foot brake), to facilitate the p rocess of deceleration in the forward stop, not just the car to remain intact. If the traffic Zhidongshiling when using the parking brake. When the car comple tely stopped, it has to use the parking brake (hand brake), to prevent the vehi cle front and rear slip slide. After stopping the general addition to the parki ng brake, the uphill hanging in a stall to stall (after the slide to prevent), downhill to hang in the reverse gear (to prevent forward slip.) Mechanical moving parts to stop or slow down the resistance of the moment must be applied as the brake torque. Braking torque is the design, selection based o n the brake, the size of the pattern and work by the mechanical requirements of the decision. Friction material used on brake (brake parts) directly affects t he performance of the braking process, and the main factors affecting the perfo rmance of the working temperature and the temperature rise speed. Friction mate rial should have high and stable friction coefficient and good wear resistance. Metallic and nonmetallic friction materials sub-categories. The former are com monly used cast iron, steel, bronze, and powder metallurgy friction materials, which have leather, rubber, wood and asbestos. Disc brake arm frame is a new major for the braking device handling equipment. This paper focuses on its characteristics, key components of the selection or d esign methods, the main performance parameters and some bench test results. Hig hlights in addition to the brake arm, loose brake components, etc. The key desi gn parameters and considerations, while the details of the static torque for th e brake has also done a detailed calculation of design.
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
汽车盘式制动器设计 摘要：本文主要是介绍盘式制动器的分类以及各种盘式制动器的优缺点，对所选车型制动器的选用方案进行了选择，针对盘式制动器做了主要的设计计算，同时分析了汽车在各种附着系数道路上的制动过程，对前后制动力分配系数和同步附着系数、利用附着系数、制动效率等做了计算。在满足制动法规要求及设计原则要求的前提下，提高了汽车的制动性能。 关键词：盘式制动器；制动力分配系数；同步附着系数；利用附着系数；制动效率
Automobile disc brake design Abstract：This paper is mainly the disc brake of the classification and various kinds of disc brake of the advantages and disadvantages are introduced, the selection scheme of the chosen vehicle brake was selected and for disc brake do the main design calculation and analysis of the car in a variety of attachment coefficient road on the braking process of, of braking force distribution coefficient and the synchronous adhesion coefficient, utilization coefficient of adhesion, braking efficiency calculated. Under the premise of meeting the requirements of the braking regulation requirement and design principle and improve the braking performance of automobile. Key words: Disc brake,Braking force distribution,coefficient,Synchronization coefficient,Synchronous adhesion coefficient,The use of adhesion coefficient,Braking efficiency
三、课程设计过程 (一)设计制动器的要求: 1、具有良好的制动效能—其评价指标有:制动距离、制动减速度、制动力和制动时间。 2、操纵轻便—即操纵制动系统所需的力不应过大。对于人力液压制动系最大踏板力不大于（５00Ｎ)（轿车）和７00N （货车)，踏板行程货车不大于150ｍm ，轿车不大于120mm 。 ３、制动稳定性好—即制动时,前后车轮制动力分配合理，左右车轮上的制动力矩基本相等，汽车不跑偏、不甩尾;磨损后间隙应能调整! 4、制动平顺性好—制动力矩能迅速而平稳的增加,也能迅速而彻底的解除。 5、散热性好—即连续制动好，摩擦片的抗“热衰退”能力要高（指摩擦片抵抗因高温分解变质引起的摩擦系数降低）；水湿后恢复能力快。 ６、对挂车的制动系,还要求挂车的制动作用略早于主车;挂车自行脱钩时能自动进行应急制动。 (二）制动器设计的计算过程: 设计条件:车重2ｔ,重量分配60%、４0％，轮胎型17５／75R1４，时速7０k ｍ/h ，最大刹车距离１1m 。 １． 汽车所需制动力矩的计算 根据已知条件，汽车所需制动力矩: M=G/ｇ·ｊ·r k （N ·ｍ) 206 .321j ）（v S ?= (ｍ/s 2) 式中：ｒk — 轮胎最大半径 (ｍ)； S — 实际制动距离 (m); v ０ — 制动初速度 (km ／h ）。 2 17018211 3.6j ??=?= ???? （m/s 2） m=G/ｇ＝2000kg 查表可知,r k 取0.300m 。 Ｍ＝Ｇ/ｇ·j ·ｒk =２000·18·0.3０0=10８00（Ｎ·m) 前轮子上的制动器所需提供的制动力矩: M ’=Ｍ／2?60%=3２4０(Ｎ·m) 为确保安全起见,取安全系数为1.２０,则M ’’=1.20Ｍ’=3888(Ｎ·ｍ) 2． 制动器主要参数的确定 (1)制动盘的直径D 制动盘直径D 希望尽量大些，这时制动盘的有效半径得以增大，就可以降低制动钳的夹紧力,降低摩擦衬块的单位压力和工作温度。但制动盘直径D 受轮辋直径的限制。通常，制动盘的直径Ｄ选择为轮辋直径的70%～79%，而总质量大于２t 的汽车应取其上限。 轮辋名义直径1４in=３55.6mm 根据布置尺寸需要,制动盘的直径D 取２76m ｍ。 验证，276／３５5．6=77.6%,符合要求。 制动盘材料选用珠光体灰铸铁,其结构形状为礼帽型。制动盘在工作时不仅承受着制动块
目录 绪论 (3) 一、设计任务书 (3) 二、盘式制动器结构形式简介 ................... 错误！未定义书签。 2.1、盘式制动器的分类...................... 错误！未定义书签。 2.2、盘式制动器的优缺点.................... 错误！未定义书签。 2.3、该车制动器结构的最终选择.............. 错误！未定义书签。 三、制动器的参数和设计 ....................... 错误！未定义书签。 3.1、制动盘直径 ........................... 错误！未定义书签。 3.2、制动盘厚度 ........................... 错误！未定义书签。 3.3、摩擦衬块的内半径和外半径.............. 错误！未定义书签。 3.4、摩擦衬块面积 ......................... 错误！未定义书签。 3.5、制动轮缸压强 ......................... 错误！未定义书签。 3.6、摩擦力的计算和摩擦系数的验算.......... 错误！未定义书签。 3.7、制动力矩的计算和验算.................. 错误！未定义书签。 3.8、驻车制动计算 ......................... 错误！未定义书签。 四、制动器的主要零部件的结构设计 ............. 错误！未定义书签。 4.1、制动盘 ............................... 错误！未定义书签。 4.2、制动钳 ............................... 错误！未定义书签。 4.3、制动块 ............................... 错误！未定义书签。 4.4、摩擦材料 ............................. 错误！未定义书签。
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
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