分类号：
单位代码：10452
本科专业毕业论文
我的汽车研发之路
汽车膜片弹簧离合器设计
姓名
学号
年级2007
专业车辆工程
系（院）工学院
指导教师
2011年 5 月 4 日
目录
第一部分 (4)
我的汽车研发之路 (4)
1 序言 (4)
2 自我分析 (4)
2.1性格分析 (4)
2.2 职业目标分析 (5)
3 环境分析与职业机会评估 (5)
3.1汽车行业概况 (5)
3.1.1 我国汽车行业概况 (5)
3.1.2 汽车行业人才需求及职业机会评估 (6)
4 职业定位 (9)
5 实施策略 (9)
5.1 大学期间总结 (9)
5.2 职业长期规划 (10)
6 结束语 (11)
第二部分 (12)
汽车膜片弹簧离合器设计 (12)
摘要 (12)
ABSTRACT (13)
1 离合器在汽车上的应用和发展 (14)
1.1 汽车离合器概述 (14)
1.2 汽车离合器发展历史 (14)
1.3 离合器工作原理 (15)
2 膜片式弹簧离合器功用及主要零部件概述 (15)
2.1 膜片式弹簧离合器结构原理 (15)
2.2 膜片式弹簧离合器的工作特性 (17)
2.3 膜片弹簧的载荷与变形关系 (18)
3 离合器基本参数的选择计算及基本参数的优化 (19)
3.1 离合器的基本结构尺寸及其设计参数 (19)
3.2 摩擦片结构选择和基本参数的的确定 (21)
3.2.1摩擦片的结构选择 (21)
3.2.2 摩擦片外径D的确定 (21)
3.2.3 摩擦片的摩擦因数 (22)
3.2.4 单位压力p的确定 (23)
3.2.5 摩擦片基本参数的优化 (24)
4 膜片弹簧的结构设计 (25)
4.1 膜片弹簧的结构和材料 (25)
4.2 膜片弹簧主要参数的选择 (25)
4.3 膜片弹簧的优化设计 (27)
4.4 工作位置点的选择 (27)
4.5 膜片弹簧的应力计算 (29)
5 扭转减振器设计 (32)
5.1 扭转减震器的特性及主要参数的选择 (32)
5.2 减震弹簧计算 (34)
5.3 双质量飞轮式扭振减振器 (36)
6 从动盘总成设计 (36)
7 离合器盖总成 (39)
8 螺旋弹簧的设计计算 (43)
9 从动轴的计算 (45)
10 操纵机构 (45)
10.1 操纵机构公用和设计要求 (45)
10.2 离合器踏板行程计算 (46)
10.3 踏板力的计算 (46)
结论 (47)
参考文献 (48)
致谢 (49)
第一部分
我的汽车研发之路
1 序言
志向是事业成功的基本前提。每个人心中都有一座山峰,雕刻着理想,信念,追求,抱负。每个人心中都有一片森林,承载着收获,芬芳,失意,磨砺。大学阶段目标的确立，实际上是人生目标的确立。英国著名的哲学家怀特海说过：“在中学阶段，学生伏案学习；在大学里，他需要站起来，四面观望。”只有站起来，向社会、历史、未来、生活的各个方面放眼展望，才能把握住恰当的目标，促进自己全面发展。
因此，我为自己拟定一份职业生涯规划，将自己的未来好好的设计一下，把自身因素和社会条件做最大程度的契合，努力在现实中避害趋利。机遇总是留给那些有准备的人！了解当前形势对正确制定合理职业规划的重要性不言而喻。尽管有时候,我们会遇到挫折,四处碰壁但是我们不能逃避,更不能放弃,相反我们要拿出那种明知山有虎偏向虎山行的勇气,同时也要告诉自己,我是最棒的.别人行我也一定行。
2 自我分析
2.1性格分析
我个人的性格具有明显的双重性，每当踏入一个陌生的环境刚开始总有些胆怯，做事情尽量避开锋芒有所循规蹈矩，但是一旦对所处的环境熟悉对周围的人有所认识就会完全放下戒备试图融入整个环境之中。但是不喜欢太过张扬，乐于看到能力强的人出现，能够经常反思自己，哪些做对哪些做错，以及如何完善自己的人格和关注心理健康。懂得开导自己，并以己推人。己所不欲勿施于人，己所不乐勿加于人，乐于改进自己的不足发扬自己的长处，让自己变的更优秀。自己冒险性不大，不喜欢做些有危险的事情，不是非常喜欢文体运动，没有太多的兴趣爱好。
应该说自己是个感性的人，做事的态度经常多少会受心情的影响，也有时因此态度不积极，对待工作有所懈怠，但是意志控制力也比较强，可以做到克制自己。有心事不喜欢表露，自己愿意藏在心里。有点理想主义，有时有些盲目，做事情经常感到不能达到预期目标，有时会因此有点自卑，但是自己会鼓励自己争取先次成功，对待成功不会满足。做事方面有时很马虎比较的轻率。自立性不是
很强，上大学之前基本上没有单身一人离开过家。喜欢看短篇的文章，喜欢听有点忧郁的歌曲，特别喜欢看电影尤其是科幻类电影。社交能力不是很好，有时不善于主动跟人交流。责任意识较强，做事认真谨慎。在学习上能够坚持，能够坐得住冷板凳。
2.2 职业目标分析
目前，大学毕业生就业形势越来越严峻。面对如此激烈的市场竞争，想要在社会中取得一席立足之地并不容易。我感兴趣的专业是车辆工程，考虑到学校的专业开置、企业需求等各种因素，本科毕业后很可能找不到十分满意的工作。因此，如何让自己能够多学习一些知识，增加自己技能以致在以后的求职中多一份把握，是我目前乃至以后一段时间所考虑的事情。通过自己的努力我有志争取进入更高一级的或是本专业实力更强的学府继续深造，希望能够在本领域有更为出色的表现。因此考研也就是第一位的考虑；其次，我也会尝试报考公务员或是选调生，因为公务员或选调生本身也是竞争相当激烈的而且对其的要求也是相当高的。如果这些都能够实现的话，我想我可以进入我自己乐衷的职位工作并且可以做出优秀的成绩。
3 环境分析与职业机会评估
3.1汽车行业概况
3.1.1 我国汽车行业概况
进入2000年以来在国家宏观经济持续发展的大好形势带动下，汽车工业进入了快速发展时期。资本重组力度不断加大，生产集中度逐年提高，新技术新车型不断推出。市场消费环境正在改善，私人购车异常活跃。随着中国加入WTO，中国汽车工业加快了国际化进程，汽车工业的快速发展使中国在国际汽车市场中的地位显著提高，目前中国汽车产量已位居世界第四位，我国成为继美国、日本之后第三大汽车需求市场，业已开始成为世界汽车工业重要组成部分。目前世界主要跨国公司均已进入中国，并不断加大投资力度，特别是我国的轿车市场，跨国公司通过在国内的合资合作企业，已占据中国90%的市场。一汽集团、东风汽车公司、上汽集团进一步加大了与国外大公司的合资合作力度，极大加强了自身实力。在国家重点支持骨干企业发展的政策引导下，通过竞争加快了市场资源的合理配置，以骨干企业为核心的合资、合作、兼并、重组不断加大，行业重点企业的综合实力明显提高。除三大集团外，北汽集团、长安集团、南汽集团、江淮、江铃、广州本田、金杯公司、哈飞、昌河、东南汽车等，也表现出强劲的市场活力。
汽车工业在国民经济中举足轻重的地位。汽车工业是应用机器人、数控机床、自动生产线最大的产业，现代轿车也运用了大量新材料，新工艺，新设备和电子技术。汽车工业不但和钢铁、冶金、橡胶、石化、塑料、玻璃、机械、电子、纺织等产业休戚与共，而且延伸到商业、维修服务业、保险业、运输业和公路建筑等行业。同时汽车是现代企业科学管理的先驱，是大批量、高效率、专业化、标准化产业的代表。汽车工业每创造一个单位的增加值，就会带动相关工业创造两个单位以上的增加值,而全社会新增的增加值在3个单位以上。
汽车工业是一个典型的资本技术密集型的产业，它不仅提供了很多直接的就业机会，还带动了很大比例的间接就业。中国目前还不是汽车强国，但中国已经可以算作一个汽车大国了。汽车工业对经济增长的作用在中国正处于快速上升时期。汽车工业是中国经济持续稳定发展一个最有希望的“增长亮点”。如果中国的汽车工业得到迅速发展，并对相关工业和服务业产生多方面的带动效应，将能够为民间资本提供很多有利的投资机会，拉动民间投资的扩张从而社会投资需求的扩大，支持国民经济的较高速持续增长。
最后,汽车产业的发展有利于产业结构的调整和升级。汽车工业属于技术密集的加工工业，由于其具有巨大的产业关联带动效应，带动幅度最大的就是技术密集的机械电子产业，并且经济规模大，使很多高新技术成果能够很快得到应用，有利于带动工业结构的升级。
3.1.2 汽车行业人才需求及职业机会评估
图1 汽车行业招聘趋势
伴随着汽车工业发展壮大，进入家庭的步伐加快，汽车带给社会及人民生活
的变化是极其深刻的。据不完全统计，预计在汽车产业生产力不断进步的情况下，中国汽车产业的直接从业人员人数，在2010年将达到356.87万人，2015年突破500万人。预计到2020年中国汽车保有量将会达到1.3亿辆，年产量1500
万辆，将成为世界第一大汽车制造国，同时汽车产业直接从业人员在2020年将可能达到776.23万人，平均年增长率为10%左右。
随着汽车进入家庭时代的到来，中国汽车制造业生机盎然。从负责技术维修的高级蓝领，到精通汽车行业的高级经营管理人才，都已成为汽车企业翘首以盼的"香饽饽".整车和零部件生产企业以及汽车设计、销售、服务等汽车产业链上的相关企业都有人才需求，尤其是有关汽车研发、制造、销售等人才更是捉襟见肘。根据调查显示，目前汽车行业普遍缺乏的人才是"既懂外语又懂技术"的复合型人才。因为市场国际化的发展越来越快，很多外资企业、合资企业都需要大量能用外语沟通的专业人才，而不是只懂技术的"聋哑专才"；从岗位角度来说，汽车行业对人才的缺乏集中体现在研发、销售、品牌、售后几个领域，另外，优秀的管理人才、质量监控、项目管理人员也是招聘率较高的职位。
行业竞争激烈引发人才大战，根据汽车工业协会提供的数据显示，我国汽车工业近两年的增长速度明显加快，各个企业都在抓紧时间和机会进行人才储备工作，企业之间的人才流动已经成为司空见惯的景象。大企业高薪聘请国外专家，小企业四处打探挖同行的"墙角"，汽车人才大战已经打响，并将愈演愈烈。
图2 汽车行业薪水
汽车行业需求将持续增长，但是对本领域内的人才，在素质上还是有一些要
求的。第一点，团队精神对汽车行业尤其重要，汽车的每一个环节都不是一个人的能力所能够达到的都需要有非常强的团队精神；第二点，要有非常强的韧性。
图3 汽车行业月工资
表1 行业招聘主要职位
表2 行业人才求职热门职位
对于汽车行业专业很重要，做专业的人也非常重要。名牌大学并不一定意味着职业生涯一定能成功。因为汽车行业还是应用性的行业，很讲究脚踏实地的具有团队精神，得耐得住寂寞，沟通力极强；实际上，继续深造也是对汽车人才基本要求素质之一。汽车产业在120年的发展过程当中，它的技术水平发生了翻天覆地的变化。任何人也不能靠仅仅大学四年甚至加上研究生加上博士生这些学校的教育就可以完成你在后面几十年在汽车产业当中的职业所要求的教育背景等等。必须边工作边学习，对于汽车人来说，继续学习能力是极其重要的。
4 职业定位
1.汽车研究所技术开发部门
举例单位：一汽汽研、奇瑞汽车研究院
点评：专业设计人才，适合车辆工程、机械工程
2.整车厂产品部
举例单位：各个整车制造厂的产品研发部门
如果是合资进行国产化零间的开发或者自主汽车研究院
点评：专业设计人才，适合车辆工程、机械工程
3.整车采购部
举例单位：根据产品部、质保部的意见对于配套厂家进行选择，采购零部件点评：专业设计人才，适合车辆工程、机械工程
4.整车厂技术部
举例单位：根据整车的构造和装配工艺编织工艺路线
点评：适合车辆工程、机械工程
5.产品规划市场研究
举例单位：了解比较现有产品和竞争车型，规划未来产品，组织市场调研对市场变化组织方案
点评：产品规划一定需要对于产品有深入的了解，理论那个外还要喜欢汽车，需要对于市场，产品规划企业战略有个学习汽车的懂得市场要比学习营销的懂得产品容易得多。
5 实施策略
5.1 大学期间总结
经过大学四年的努力，我已经取得离一些成绩和进步但是仍然还有很多的路要走。总结大学四年的来的经验，回味曾经的努力，一是吸取经验教训，二是在以后的路上鼓舞自己。
在大学一年级，注重打牢基础。脚踏实地学好基础课程，坚持每天记英语单词、练习口语，从大一开始就坚定不移地学下去。适当参加些社团活动，提高自己的组织能力和交流技巧，为毕业求职面试练好兵。初步了解职业内容，通过网络杂志等媒体了解自己未来所想从事的汽车修理行业或汽车相关的相关职业。提高人际沟通能力，通过和师哥师姐们进行交流，尤其是毕业生和已经在工作岗位或是研究生段学习的校友。
在大学第二年，考虑清楚4年后是立即就业还是继续深造。增强英语能力，增强计算机应用能力，通过英语四级考试和计算机的相关证书考试，在大二一次性通过英语四六级，并开始有选择地学习其他专业的知识来充实自己。
在大三期间，我着手为考研做准备，开始进行全面细致系统的复习，确定报考的志向。权衡学校优势和自我能力，我最终选择了湖南大学作为自己的研究生目标。选择好了学校，我在不耽误正常学习生活的前提下，开始了主试科目和专业课的复习工作。
只要在大学前3年都能认真践行自己的计划，相信此时大家都已经到了收获的季节。但是此时还不能放松还有不少任务要去完成：
通过各种渠道以及完成毕业实习；
阅读有关书籍，向老师请教，着手撰写论文,准备毕业设计和毕业答辩；
临近毕业，尝试提高自己的求职技能、搜集公司信息。
5.2 职业长期规划
如果在职业生涯早期不能达到我预期人生目标。我也不会认就此放弃,我会认真详细分析自己与所期望职位的差距，然后做出决策，不断提高自己。
积极配合主管的事务工作,留意观察主管平时对待问题,处理问题的方式、方法,虚心请教,使自己的管理能力不断的提高，争取在工作岗位上升企业基层管理者，在岗位上尽我所能给与公司全力的帮助,不断完善自我，提高修理技术,提升公司的竞争力与声誉；
平时多动手，认真严谨的修理汽车；勤于思考,分析企业的发展,运作情况,向厂长多提建设性的意见和建议；
课余时间认真备考汽车技师资格考试;业余时间认真学习汽车相关法律法
规；不放松英语和计算机的学习;
学习汽车保险不放松对自己的随时，阅读企业管理方面的书籍, 熟悉汽车修理行业的管理模式，继续学习给自己不断充电；定期跟朋友,同事聊天谈心,相互学习，增进彼此友谊。
在这一时期,主要做好将来创业的基础工作,在工作岗位上充分开发自己潜能,严格要求自己,全面提高自己.并充分发挥自己的人际沟通优势, 在做好与亲戚,朋友友好相处的基础上,进一步扩大自己的生活圈子,结交更多更好的朋友，发展人脉,维系一个广阔的人际空间。
住购买房，开始考虑成家,承担家庭责任,教育好下一代；
形成较有规律的良好个人习惯,继续坚持自己的打球习惯,每天都抽出时间锻炼身体,如练跆拳道,打球，跳舞等;制定生活时间表,约束自己更好的执行。强体质，调整好自身状态,更好地投入到事业中去。
6 结束语
自己现阶段虽制定了自己的职业规划书，但受到自己现阶段思想不太趋向成熟的限制，以后在自己的职业的选择，生涯路线，人生目标都可能存在一定的改动，自己在以后的工作学习中要不断的总结经验教训，使自己变的更成熟使自己以后的规划设计更接近实际打下基础。
时间是不等人的，面对竞争，提前作好自己的职业生涯规划，对自己以后的人生将有很大的影响，凡事预则立不预则废，自己对自己职业做提前的规划，为自己以后走向成功打下基础。
自己能在这里做自己的第一篇职业生涯设计，使我自己对自己有进一步的了解，对自己的目标也有了进一步的明确，自己的学习动力有了进一步的提高，树立了自己的人生目标和职业目标，使自己的学习有了目标和针对性，对自己以后充满了信心，也使自己敢于面对自己人生路上的挫折和困难，尽量发挥出自己的潜能，让我知道了自己的局限和弱点，接受现实，并勇敢的去面对，这也开始让我建立一种积极的心态，学会如何调整自己的心态，能够更好的适应社会。
无论眼底闪过多少刀光剑影,只要没有付诸行动,那么,一切都只是镜中花,水中月,可望而不可及。世界唯一不变的是永远在变，为了更好地适应这个社会，我们应该以万变应万变，职业生涯规划也就如此。在原有判断和规划的基础上，我们必须紧跟时代的步伐，灵活调整我们的规划，这样才能真正规划地规划我们的未来。
第二部分
汽车膜片弹簧离合器设计
摘要
离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其功用是切断和实现对传动系的动力传递，以保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，以及限制传动系统所承受的最大转矩，防止传动系统过载，同时有效地降低传动系中的振动和噪声。在现代汽车设计中，膜片弹簧式离合器应用越来越广泛，本设计就是基于给定的汽车设计要求和设计参数，以膜片弹簧式离合器作为设计目标。根据膜片弹簧离合器的功能和结构，把离合器分为主动部分、从动部分、分离机构、操纵机构。根据实际运用的要求，设计中给出了离合器功能和工作原理的详细介绍，解释了设计目的、膜片弹簧优点及各相关部件的设计方案和制造材料。根据膜片弹簧离合器工作原理和使用要求，采用系统化设计方法，详细演算了离合器总体及各个零件基本参数:摩擦片、压盘间间隙计算、膜片弹簧与分离轴承间隙，同时还对一些重要部件进行了强度和温升校核计算。
关键词：离合器；膜片弹簧；操纵机构；强度校核；扭转减振器；设计
ABSTRACT
The clutch is the assembly which connect with each other at first hand between engine and transmission，which is an important part of automotive power train. Its effect is a cutting and realization to start smoothly, shift smoothly and limit the maximum torque of the power train to prevent overload ; Reduce vibrate and noise within the transmission availably. Diaphragm clutch is used widely in modern vehicle. The adoption systematizes a design method is divided into the clutch actively part of according to the function and structure of the clutch, from move part, separate organization and manipulate organization .The design is the discussion of the diaphragm clutch. According to the request of the actual usage, design medium give function of clutch and work the detailed introduction of the principle, explained the design purpose, diaphragm spring advantage and the clutch driven pan and the cover flake revolution rupture strength test, testing technique brief introduction. The detail calculation clutch process of calculation of the main parameter: the friction plate, the pressure plate a clearance calculate, diaphragm spring and separate the bearing clearance the calculation, mechanism really explains to combine to carry on the pit in the temperature rise school to the pressure plate certainly and count the life of declutch shaft bearing .
Key words: clutch; diaphragm spring; vibration damper; operating system ;design
1 离合器在汽车上的应用和发展
1.1 汽车离合器概述
离合器是离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构，是传动系中的第一个总成，它的构造特性和传动系紧密相关。汽车传动系与发动机协同工作，以保证汽车在各种行驶条件下正常行驶所必需的驱动力与车速使汽车具有良好的动力性和燃油经济性。汽车起步时需要通过离合器主、从动部分之间的滑磨、转速的逐渐接近，确保汽车起步平稳。当变速器换挡时，通过离合器主、从动部分的迅速分离来切断动力的传递，以减轻齿轮齿间冲击，保证换挡平顺。当传给离合器的转矩超过其所能传递的最大转矩时，其主、从动部分间将产生滑磨、防止过载。根据离合器的功用，它应满足下列主要要求：
（1）能可靠的传递发动机的最大转矩；
（2）接合过程要平顺、柔和，使汽车起步时没有抖动和冲击；
（3）分离时要迅速彻底；
（4）离合器从动部分的转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮的轮齿间的冲击并方便换挡；
（5）高速旋转时具有可靠的强度，应注意平衡并免受离心力的影响；
（6）应使汽车传动系避免共振，具有吸收震动，冲击，和减小噪声的能力；
（7）操纵轻便，工作性能稳定，使用寿命长。
1.2 汽车离合器发展历史
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，汽车工业迅速成为一个国家工业发展水平的标志。对于以内燃机为动力的机械传动汽车来说，无论是AMT或MT，离合器都作为一个独立的部件而存在。在在早期研发的离合器结构中，锥形离合器最为成功，但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，其接合平顺无冲击，浸在油中工作能达到更为满意的性能。石棉基摩擦材料的引入和改进使得盘式离合器可以传递更大的转矩，耐受更高的温度，成为想单片离合器转变的关键。早期单片干式离合器接合不够平顺，但经过多年的实践经验和技术上的改进单片干式摩擦离合器在机构设计方面相当完善，采用具有轴向弹性的从动盘提高了其接合平顺性。从动盘总成中装有扭转减震器，防止了扭转共振，减少了传动系噪声和动载荷，乘用车愈来愈多的采用具有双质量飞轮的扭转减震器。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。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。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。某些采用拉式膜片弹簧的离合器，扭转能力提高30%，使用寿命至少提高70%。近年湿式离合器在技术上不断改进，国外某些重型牵引车和自卸车上又开始使用湿式离合器，据报道其有着良好的起步能力，寿命可达干式离合器5~6倍。
1.3 离合器工作原理
图1 离合器工作原理
如图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，通过飞轮和压盘借摩擦作用传给从动盘，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，将分离杠杆的内端推向右方，克服压紧弹簧的力量拉动压盘向左，从动盘两面的压力消失，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，仍将从动盘压紧在飞轮上，这样发动机的扭矩又传入变速器。
2 膜片式弹簧离合器功用及主要零部件概述
2.1 膜片式弹簧离合器结构原理
1．主动部分
离合器主动部分由飞轮、离合器盖和压盘组成，特点是质轻，维修拆装方便。压盘和飞轮的工作面要平整光洁。
2．压紧装置与分离机构
离合器压紧装置与分离机构由膜片弹簧、支撑环、压盘、传力片及分离弹簧
片等组成，支撑环装在膜片弹簧外侧。分离弹簧片连接压盘和离合器盖。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。
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2 离合器总成
3．从动部分
表1 盘总成零件功能介绍
1-从动片；2-摩擦片；3-铆钉
图3 开有T形槽的整体式弹性从动片
从动盘总成由摩擦片，从动片，减震器和从动盘穀等组成。从动盘总成应满足如下设计要求：
（1）转动惯量要小，以减小变速器换档时轮齿简单冲击；
（2）具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于起步，压力均匀，减小磨损。
（3）应装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。
从动盘分为不带扭转减震器和带扭转减震器两种类型。
2.2 膜片式弹簧离合器的工作特性
图4 膜片弹簧弹性特性曲线
如图6所示两种弹簧的特性曲线，膜片弹簧特性曲线成非线性特性，螺旋弹
簧特性曲线呈线性特性。图中B 表示两种弹簧离合器的接合点，其压紧力都为
1B F 。分离时 两种弹簧都附加压缩变形量F 1λ，此时膜片弹簧的压力1C F ，小于螺
旋弹簧的压力11C F ，且11C B F F <，11C F 即膜片弹簧分离时的作用力小于接合时的
作用力，因而具有操作轻便的特点。
当摩擦片磨损变薄使弹簧都伸长λ?，螺旋弹簧的压紧力由1B F 直线下降到
11A F ，而膜片弹簧的压力1A F 却几乎等于1C F 。因此膜片弹簧离合器具有磨损片磨
损而压紧力几乎保持不变的特点；另外，周置螺旋弹簧式离合器在高速下，离心
力会使弹簧产生弯曲而导致弹力下降，而膜片式弹簧的压紧力几乎与转速无关，
即具有高转速压紧力稳定的特点。
膜片弹簧离合器在整体结构上还有一个特点，按其分离轴承运动的方向可分
为推式和拉式两种。由于膜片弹簧式离合器具有结构简单、轴向尺寸小、理想的
弹性特点，在使用期限内能保持压紧力不变，操纵轻便、高速时压紧力稳定、分
离杠杆平整无需调整等优点，已在现代汽车上得到广泛使用。
2.3 膜片弹簧的载荷与变形关系
图5 膜片弹簧简图
碟形弹簧的形状如以锥型垫片，在碟簧的小端伸出许多分离指。通过支承环
和压盘加在膜片弹簧上的沿圆周分布的载荷，假象集中在支承点处，用F1表示，
加载点间的相对变形（轴向）为1λ，则压紧力1F 与变形1λ之间的关系式为:
()()()2111122111111/261In R r Eh R r R r F H H h R r R r R r πλλλμ??????--=?-?-?+?? ? ?----??????
（2-1） 式中： E ——弹性模量，对于钢，
a MP E 5101.2?= μ——泊松比，对于钢，μ =0.3
H ——膜片弹簧在自由状态时，其碟簧部分的内锥高度
h ——弹簧钢板厚度
R ——弹簧自由状态时碟簧部分的大端半径
r ——弹簧自由状态时碟簧部分的小端半径
1R ——压盘加载点半径
1r ——支承环加载点半径
3 离合器基本参数的选择计算及基本参数的优化
3.1 离合器的基本结构尺寸及其设计参数
汽车离合器既要传递发动机转矩，又要靠他的滑磨来使汽车平稳起步，工作
条件甚为恶劣，这就要求合理的选择离合器的基本结构尺寸及其设计参数。
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。
汽车设计课程设计说明书题目：乘用车膜片弹簧离合器设计（3） 系别：机电工程系 专业：车辆工程 班级：本汽设091 姓名：祥君 学号：24 指导教师：胡春平、谭滔 日期：2012年7月
乘用车膜片弹簧离合器设计 摘要 汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳，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。其功用为：（1）使汽车平稳起步；（2）中断给传动系的动力，配合换档；（3）防止传动系过载。 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，膜片弹簧离合器本身兼压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器结构大大简化并缩短了离合器的轴间尺寸；再者，膜片弹簧具有良好的非线性特性，设计合适可使摩擦片磨损到极限，压紧力仍能维持很少改变，且减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便。由于膜片弹簧与压盘的整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀；膜片弹簧是一种旋转对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很小；易于实现良好的通风散热。因此对于它的研究已经变得越来越重要，此设计说明书对乘用车膜片弹簧离合器的结构形式、参数选择与及计算过程进行了详细说明。 本文主要是对乘用车的膜片式弹簧离合器进行设计。根据车辆使用条件和车辆参数，按照离合器系统的设计步骤和要求，进行了相关参数的选择与计算并进行了总成设计等。 关键词:离合器；膜片弹簧；从动盘；压盘；摩擦片
目录 1离合器概述 (1) 1.1离合器的组成 (1) 1.2离合器的功用 (1) 1.3离合器的要求 (1) 1.4离合器的工作原理 (2) 1.5膜片弹簧离合器 (2) 1.5.1膜片弹簧离合器的优点 (3) 1.5.2拉式膜片弹簧离合器的优点 (4) 2离合器结构方案选取 (6) 2.1离合器的结构设计 (6) 2.1.1从动盘数的选择 (6) 2.1.2膜片弹簧布置形式的选择 (6) 2.1.3膜片弹簧的支承形式选择 (6) 2.1.4压盘的驱动方式选择 (7) 2.1.5分离杠杆、分离轴承 (8) 2.1.6离合器的散热通风 (8) 3离合器主要参数的选择 (9) 3.1后备系数β的取值 (9) 3.2单位压力 P的选择 (9) 3.3摩擦因数f、摩擦面数z和离合器间隙t?的选取 (10) 3.4摩擦片外径D、径d和厚度b的选择 (11) 3.5离合器参数的约束条件的计算 (12) 4膜片弹簧的设计 (15) 4.1膜片弹簧基本参数的选择 (15) 4.1.1比值h H/和h的选择 (16) R/的比值和R、r的选择 (16) 4.1.2r
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
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。
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。
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)
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)
精品 河北工业大学 毕业设计说明书(论文) 作者：张洁学号： 070300 学院：机械学院 系(专业)：车辆工程 题目：离合器结构设计与强度分析 指导者：刘茜副教授 评阅者： 2011年05月28日
目录 1 绪论 (1) 1.1 离合器发展历史及趋势 (1) 1.2 离合器概述 (1) 2 离合器的结构设计 (5) 2.1 从动盘总成 (5) 2.2 压盘 (7) 2.3 膜片弹簧 (8) 2.4 分离杠杆、分离轴承 (8) 2.5 离合器的散热通风 (8) 2.6 离合器盖 (9) 2.7 本章小结 (9) 3 离合器的设计计算及校核 (9) 3.1 离合器设计已知的各项数据 (9) 3.2 膜片弹簧的设计与校核 (10) 3.3 摩擦片的设计 (17) 3.4 压盘的设计与校核 (20) 3.5 减震弹簧的计算与校核 (21) 3.6 从动盘毂的选取与校核 (23) 3.7 操纵机构 (24) 3.8 本章小结 (26) 结论 (27) 参考文献 (28) 致谢 (29)
1 绪论 本次毕业设计选择课题为离合器结构设计及强度分析。离合器作为底盘传动系统中的重要部件，它在发动机到传动系之间起到桥梁作用，故它的重要性不可忽视。一个良好的离合器能够大幅提高汽车的驾驶舒适性、动力性及寿命，所以设计一个操纵简便、使用效率高的离合器是十分必要的。故而选择离合器设计的课题能够提高对汽车的重要部件的认知度。 1．1 离合器发展历史及趋势 对于内燃机汽车来说，离合器在机械传动系[1]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摩擦式离合器，是主要依靠主、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[2]。 近年来，随着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，增强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。 1.2 离合器概述 1.2.1 离合器的分类[3] 现代各类汽车上应用最广泛的离合器是干式盘形摩擦离合器，可按从动盘数目不同、压紧弹簧布置形式不同、压紧弹簧结构形式不同和分离时作用力方向不同分类如图1.1所示：
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
汽车膜片弹簧离合器设计---设计说明书汇总 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
课程设计 汽车膜片弹簧离合器设计 姓名： 学号： 指导教师： 专业班级：
汽车膜片弹簧离合器设计---课程设计任务书 汽车离合器是发动机与变速箱之间的连接装置，起连接或断开动力的作用。离合器类型有多种，本课程设计要求设计膜片弹簧离合器，这种离合器是目前汽车上应用最多的一类离合器。要求通过学习掌握汽车膜片弹簧离合器的原理,结构和设计知识，用所给的基本设计参数进行汽车膜片弹簧离合器设计，绘制主要的零部件图纸，写出内容详细的设计说明书。 一、基本设计参数： 1.发动机型号: TJ370Q 2.发动机最大扭矩: 3200 Nm/(r/min) 3.传动系统传动比: 1挡: 主减速比: 4.驱动轮类型与规格: 145/70SR12 5.汽车总质量: 1429KG 二、设计内容及步骤 1、离合器主要参数的确定 （1）根据基本设计参数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等。 （2）摩擦片尺寸校核与材料选择。 2、扭转减震器的设计 （1）确定扭转减震器结构 （2）确定扭转减震器主要参数
（3）确定减震弹簧尺寸 3、从动盘总成设计 （1）从动片设计 （2）从动盘毂设计 （3）确定从动盘摩擦材料 4、离合器盖总成的设计 （1）选择压盘内外径、厚度及材料，并进行校核 （2）离合器盖设计 （3）支撑环设计 5、膜片弹簧的设计 （1）膜片弹簧基本参数选择 （2）膜片弹簧强度计算 三、设计成果要求 1、设计计算说明书 （1）设计计算说明书要包括：封面、课程设计任务书、目录、中英文摘要、正文、参考文献等。 （2）正文主要体现：进行各零部件的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）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，图文并貌。 2、设计图纸 （1）零件图纸包括: 磨擦片、从动片、从动盘毂、压盘、膜片弹簧图 （2）离合器总成结构装配图 尺寸标注、公差标注、技术要求、明细栏等完整。
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
《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
拉式膜片弹簧离合器设计 https://www.doczj.com/doc/e73460164.html, 马棚网 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；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。 二，设计的预期成果
本次设计，我将取得如下成果：1、设计说明书：（1）离合器各零件的结构；（2）离合器主要参数的选择与优化；（3）膜片弹簧的计算与优化；（4）扭转减振器的设计；（5）离合器操纵机构的设计计算。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。 3.1离合器结构选择与论证 3.1.1 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。 3.1.2 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： （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；