客车离合器操纵机构设计分析

猛狮客车有限公司在引进德国高档客车底盘的基础上，自行研发了LBC6110高档大型旅游客车底盘，采用MAN D0836LOH02进口发动机及其他国产总成件，选装<420单片干式膜片弹簧离合器｡为此在原进口客车底盘的离合器操纵系统的基础上，对离合器操纵系统进行匹配设计，使之完全满足整车的要求｡1 技术参数整车及发动机相关参数见表1；离合器的相关参数见表2；离合器操纵机构的相关技术参数见表3｡2 结构及工作原理2.1离合器压盘及从动盘的结构选用膜片弹簧离合器，是由于其具有很多优点：具有理想的非线性特性曲线（见图1），膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，摩擦均匀，故能在从动盘摩擦片磨损后，仍能可靠地传递发动机的转矩，而不致产生滑磨；结构简单，零件数目少，结构紧凑，轴向尺寸小并且操纵轻便､省力，维修保养方便｡该离合器压盘的结构简图见图2｡在离合器从动盘中采用刚度扭转减振器，避免发动机传到汽车传动系中的转矩发生周期性的扭转振动与传动系的自振频率相重合时，发生共振；提高了传动系各个零部件的寿命｡离合器从动盘的结构简图见图3｡2.2离合器总泵及分泵离合器总泵上带有卸压阀和平衡油罐，避免管路中压力突然升高造成的冲击和系统中的离合器油的损失，从而使离合器踏板操纵起来比较平顺､柔和､无台阶感｡离合器分泵采用液压操纵，气压助力式，减轻了驾驶员操纵时的踏板力，提高了系统操纵的可靠性｡2.3离合器踏板机构离合器踏板机构中带有弹簧助力装置，使离合器踏板操纵起来比较轻松且感觉舒适；离合器拨叉采用钢板冲压的整体结构，加装工艺性较好｡3 离合器的设计校核3.1后备系数设计校核离合器压盘额定压紧力为21762N，最小值为19942N，从动盘外径D1为<420mm､内径D2为<220mm｡离合器所能传递转矩的计算公式为：Mc=Fe×Rcp×n×μ×η×10-3式中：Fe为离合器压盘的压紧力；Rcp为摩擦面的有效半径；n为离合器摩擦面的系数；μ为压盘对摩擦面的摩擦系数，取0.3；η为传动效率，取0.95｡摩擦面有效半径Rcp按力均法计算：则压紧力最小时离合器所能传递的最大摩擦转矩为：已知该汽车发动机输出的最大转矩Me max=1100N.m，根据《膜片弹簧与碟形弹簧离合器的设计与制造》后备系数计算公式：β=Me max/Mc max=1877.82/1100=1.71符合大型客车后备系数1.5～2.25之间的要求｡3.2滑磨功的设计校核汽车起步或换档时，因离合器的从动盘和压盘的转速不同，从而产生相对滑动摩擦，通过相对摩擦使汽车平稳地起步或平顺地换档｡根据《膜片弹簧与碟形弹簧离合器的设计与制造》中滑磨功的计算公式为：W=π2n2e×ma R2r/（1800×i2g×i20）式中：ne为汽车起步时发动机的转速，取650r/min；ma为整车总质量；Rr为车轮滚动半径；ig为汽车起步档的速比；i0为主减速比｡把表1中的有关数据代入上式中计算可得：WⅠ=8115.35（J）（I档起步），WⅡ=23975.71（J）（Ⅱ档起步）单位面积滑磨功为：ω1=WⅠ/（n×A）=4.735（J/cm2）（Ⅰ档起步）ω2=WⅡ/（n×A）=13.989（J/cm2）（Ⅱ档起步）式中A为从动盘单面摩擦面的面积｡根据《膜片弹簧与碟形弹簧离合器的设计与制造》中推荐的许用单位面积滑磨功：[ω]≤25～33（J/cm2），可知该离合器单位面积滑磨功符合使用要求｡3.3单位面压和最大圆周速度的设计校核1）单位面压的设计校核｡根据设计经验和企业有关标准，从动盘上的摩擦片单位面积承受的许用压力[ρf ]，对于中型客车应为：2.03<[ρf]<3.26；ρf=Fe/A对于该离合器从动盘，将前面的数据代入该式中，计算可得：ρf max=Fe max/A=2.75符合要求｡2）最大圆周速度的设计校核｡根据摩擦片材料生产企业的标准及相关经验，对于适用于大型客车的摩擦片的最大圆周速度[V]尽量不超过70～75m/s｡由V=ne max×πD1/60式中nemax为发动机的最高转速，等于2400r/min｡计算可得：V=52.75m/s<65～70m/s｡3.4汽车起步压盘温升的设计校核当汽车起步时，离合器压盘与从动盘之间相对滑动产生热量，并由压盘吸收，因此应校核离合器每次结合时压盘的温升Δt，要符合国家规定的标准：每次接合时，压盘的许用温升[Δt]≤10℃｡根据《膜片弹簧与碟形弹簧离合器的设计与制造》，压盘起步温升为：Δt=γW/（mc）式中：γ为传给所校核压盘的热量比例，单片式γ=0.5；W为滑磨功；m为所校核压盘的质量，该压盘为16.7kg；c为压盘材料的比热，铸铁为544（J/（kg·℃））｡将前面计算的滑磨功等参数代入上式中，可求得：Δt1=0.45℃ü10℃（Ⅰ档起步）Δt2=1.32℃ü10℃（Ⅱ档起步）因此，此离合器压盘在Ⅰ､Ⅱ档起步时的温升符合要求｡。

毕业设计（论文）题目实用微型客车设计—离合器及操纵机构设计实用微型客车设计—离合器及操纵机构设计摘要在传动系中，离合器位于发动机与变速器之间，其作用是使驾驶员可以把发动机与变速器结合或脱离。

汽车离合器看似简单、工作原理浅薄，但是其结构的发展却经历了上百年，融入了几代人的智慧和心血才达到现今的地步。

其设计理论也从传统的机械、力学领域深入到热、电、材料、控制等众多学科领域。

今天技术已发展到电子化、信息化，离合器的发展也面临着用新的技术进行改造和提高。

从微型客车的经济性和其操纵的稳定性方面来考虑，本次设计采用膜片弹簧式离合器，拉锁式操纵机构，设计中注重理论计算，使离合器的各项指标均达到要求。

通过离合器膜片弹簧参数优化设计，扭转减震器以及操纵机构的设计计算，使其结构简单，操纵轻便。

随着汽车发动机的转速和功率不断提高，汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求也越来越高，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。

开发出适用于微型客车且性能高，成本低，便于维修的离合器是本次设计的核心部分。

关键词：离合器，从动盘，膜片弹簧，压盘THE DESIGN OF PRARECTICAL MINIATURE CAR—CLUTCH AND MANIPULATE DESIGNABSTRACTThe clutch is located in the power train between the engine and the transmission .Its purpose is to permit the driver to couple or uncouple the engine and transmission. Though the car’s clutch seems simple, the principle of the work is superficial, but It’s structure has been developed for hundred of years, It integrated a few people’s intelligence and strenuous effort up to today, It’s design has been developed from the traditional machine and mechanics into electricity, material, control...etc. The technique of today has already developed to electricity and information-based, the development of clutch also faces some useful and new technique to carry on reformation and exaltation. Considering the miniature car’s economy and the stability of manipulate, The design adopt diaphragm spring coil type clutch, pull a lock type manipulate organization。

大型机动客车用离合器总成的智能化控制系统设计研究在汽车行业的不断发展和创新中，智能化技术的应用越来越受到重视。

其中，大型机动客车的离合器总成对于车辆的行驶性能和操控性起着重要作用。

本文将针对大型机动客车用离合器总成的智能化控制系统进行设计研究，探讨如何提高离合器的控制精度和可靠性。

首先，我们需要了解大型机动客车的离合器总成的基本原理和工作过程。

离合器总成是连接发动机和变速器的重要部件，其主要功能是实现发动机与变速器之间的连接与分离，以确保顺畅的换挡和行驶。

在过去，离合器的控制一般采用机械或液压方式进行，但随着智能化控制技术的发展，电子控制成为了新的趋势。

为了实现大型机动客车用离合器总成的智能化控制，我们需要设计一个包括传感器、执行器、控制器和通信模块的系统。

首先，传感器可以用来获取离合器的各种工作参数，如温度、转速、压力等，以实时监测离合器的工作状态。

其次，执行器可以根据控制信号实现离合器的启动、连接和分离等操作。

控制器是系统的核心部件，负责根据传感器数据和预设的控制策略，生成相应的控制信号，以确保离合器的正常工作。

最后，通信模块可以实现系统与其他车辆或基础设施的数据交互，以满足智能化控制的需求。

在设计智能化控制系统时，需要考虑以下几个关键问题。

首先是系统的稳定性和可靠性。

大型机动客车的离合器在长时间运行和恶劣的工作环境下会受到各种外界因素的干扰，因此，需要确保系统能够稳定可靠地工作，并且具备一定的故障检测和容错能力。

其次是系统的可调节性和适应性。

由于大型机动客车的使用环境和工况各不相同，控制系统需要具备一定的可调节性，以适应不同的工作要求和变化的工况。

此外，系统还应具备自适应的能力，能够根据实时变化的工作条件进行相应的调整和优化。

最后是系统的安全性和能耗问题。

离合器总成是车辆的重要组成部分，系统设计时需要考虑安全问题，确保离合器在各种情况下都能够可靠工作，并避免意外发生。

此外，智能化控制系统还应具备尽量低的能耗，以提高整车的能效。

离合器操纵机构开发设计流程1.离合器操纵机构简介离合器操纵机构时离合器系统的重要组成部分，是驾驶人员借以使离合分离、接合的一套装置，它起始于离合器踏板，终止于离合器分离轴承。

离合器操纵结构的型式主要有机械式和液压式。

2.离合器操纵机构的基本要求1）操纵机械要尽可能地简单，操纵轻便，踏板力要小，以减轻驾驶员的劳动强度。

对于轿车，踏板力应为80N~120N。

2）结构紧凑、效率高，踏板行程要适中，一般应在80mm~150mm的范围内。

上述两项要求往往是相互制约的，设计时，要在满足踏板行程要求的前提下，来确定踏板力，因为踏板行程往往受到车的空间、周边条件的限制和人体工程学的要求。

若踏板力超过通常推荐允许值，则应采用相应措施（例如加大传动比，采用助力装置等）。

3）在操纵机构中应有调整自由行程的装置。

4）踏板行程应有限位装置5）踏板回位要快捷，防止离合器在接合时回位滞后。

3.机械式操纵机构机械式操纵机构有杆系传动机构和绳索式传动机构两种型式，针对我公司的车型，这里只介绍绳索式传动机构。

3.1绳索式传动机构简介绳索式传动机构结构简单、成本较低，不占用发动机仓内的有效空间，便于采用吊挂式踏板，有利于车内密封。

但受自身工作曲率要求，布置上要求较高，且传动效率随使用时间增长会逐渐变低。

这种结构一般应用在普通型轿车和微型汽车上。

发动机排量在1.6L以下、离合器从动盘直径在200mm以下的汽车，一般采用这种结构。

绳索式传动机构分手动调整式和自动调整式。

3.2绳索式传动机构组成见图1所示，图 1 绳索式传动机构1－离合器分离杠杆2、4－固定点3－离合器绳索总成5－助力弹簧6－离合器踏板A－助力弹簧导向杆与离合器踏板支架连接销轴B－助力弹簧导向杆与离合器踏板连接销轴C－离合器踏板轴在设计绳索式操纵机构时，要防止钢丝绳索与绳索护套内壁的干摩擦，一般在钢丝绳索表面及绳索护套内壁挂有一层注塑膜，以使操纵轻便，消除噪声。

3.3 绳索式操纵机构的自动调节装置绳索式操纵机构的自动调节装置是通过绳索总成中的调节器，伸缩绳索护套，来达到绳索的相对缩短或伸长目的，使离合器操纵系统在使用中无需维修和保养。

目录目录 (1)1 绪论 (2)1.1概述 (2)1.2离合器的功用 (2)1.3离合器分类 (2)2.1 摩擦离合器的主要组成及结构型式 (2)2.1.1 组成 (2)2.2 摩擦式离合器的基本结构原理 (3)3 离合器的基本参数和尺寸 (4)3.1离合器设计所需原始数据: (4)3.2摩擦片设计 (4)3.2.1摩擦片主要参数的选择 (4)3.2.2 摩擦片基本参数的优化 (7)3.3摩片弹簧设计 (9)3.3.1膜片弹簧主要参数的选择 (9)3.3.2 膜片弹簧的优化设计 (10)3.3.3膜片弹簧的载荷与变形关系 (11)3.3.4膜片弹簧的应力计算 (13)3.4扭转减震器设计 (15)3.4.1扭转减振器的功能 (15)3.4.2 扭转减振器的结构类型的选择 (15)3.4.3扭转减振器的参数确定 (17)3.5离合器的操纵机构设计 (20)4 离合器主要零部件的结构设计 (23)4.1 从动盘总成 (23)4.1.1摩擦片设计 (23)4.1.2从动盘毂设计 (23)4.1.3从动片设计 (25)4.2 压盘和离合器盖 (25)4.2.1压盘设计 (25)设计小结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 绪论1.1概述对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系是作为一个独立总成而存在的，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、从动部之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。

它主要包括主从动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构等四个部分。

1.2离合器的功用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。

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。

HKD640微型客车设计(离合器及操纵机构及传动轴设计)摘要本次设计了离合器和传动轴。

在汽车传动系的这些部件中，离合器和传动轴是其中两个重要的部件。

在传动系统中，离合器位于发动机与变速器之间，其作用是使驾驶员可以把发动机与变速器接合或分离。

离合器是一种摩擦式分离装置，与驾驶室中离合器踏板相连接。

驾驶员通过操纵离合器既可以使发动机与离合器暂时分离，也可以在汽车起步时使发动机与离合器平稳接合。

本次设计为膜片弹簧离合器。

本设计通过对传动轴的传动类型分析，结合所设计微型客车的特点以及市场趋势等因素，对传动方式和传动轴进行了选型；通过对传动轴的类型与结构分析，选择传动轴的十字轴滚针轴承的密封形式为外卡环式密封，并在其密封部位采用橡胶骨架油封和毡圈油封相结合的密封形式，以适应农村地区的恶略路况；通过对万向节的十字轴、滚针轴承、万向节叉的设计计算，确定了所设计车辆使用的这些部件的具体尺寸；通过对传动轴的临界转速和计算载荷的确定，用待定系数法确定了传动轴的花键轴和轴管的尺寸，并校核了其扭转强度和临界转速，确定了合适的安全系数。

鉴于矩形花键的一系列优点和国内的生产加工水平，传动轴花键采用了矩形花键。

传动轴的实验室传动轴的生产加工中的一项至关重要的程序，本文在该书中对传动轴的试验进行了简要介绍，并且在设计过程中对涉及到实验的部分有针对性查阅了同类型的产品的试验结果，对设计结果予以修正。

综合各部分的设计及校核结果，所设计的传动轴能满足所设计的微型客车的传动要求。

关键词：离合器, 摩擦式, 膜片弹簧, 传动轴, 十字轴HKD640MINI PASSENGER CAR—CLUTCH、CONTROL MECHANISMANDPROPELLER SHAFT DESIGNABSTRACTIn this thesis ,clutch、control mechanism and propeller shaft isdesigned .The clutch and the transmission are two important units of all .The clutch is located in the power train between the engine and the transmission .Its purpose is to permit the driver to coupe or uncouple the engine and transmission .The clutch is a friction-type device .It is linked to a clutch pedal in the driver’s compartment .The clutch allows the driver to couple the engine or uncouple the engine from transmission while he is shifting gears or starting the automobile moving rest .In the design ,we use the type of coil-pressure-spring .The thesis introduced power transmission shaft used on farming transporters. According to the features of the farming transporter and the characters of the road in rural areas ,we chose the simply made open style power transmission shaft .For farming transporters , its cost and convenience for reparation and adaptability rather than its comfort ability and science ratio are concerned .So during the design we did not pay too much attention to the popular which is often advanced technology of the filed .On the contrary ,we just made some necessary improvement to the using form .For example ,we use involutes serration instead of rectangle serration ,so the durability of the spine will be much upgraded while its cost still low because nowadays its not more difficult to machine involutes serration than rectangle serration .To up the durability of the shaft ,we paid much attention to the seal form of the unit .We used rubber bone seal together with felt washer .KEY WORDS：clutch, friction-type, Diaphragm spring, power transmissionshaft, cross axle目录第一章前言 (1)第二章离合器概述 (2)§2.1 离合器的主动部分 (3)§2.2 离合器的结构选择 (5)§2.3离合器的工作原理 (6)第三章离合器设计计算 (6)§3.1离合器设计要求 (6)§3.2离合器参数的选择 (6)§3.3从动盘总成 (10)§3.4压盘和离合器盖计算 (12)§3.5 膜片弹簧的设计计算 (15)§3.6 扭转减震器计算 (17)§3.7 离合器操纵系统设计 (18)第四章传动轴计算 (19)§4.1 万向传动的计算载荷 (20)§4.2 十字轴设计计算 (20)§4.3 十字轴滚针轴承的计算 (22)§4.4 万向节叉的设计计算 (23)§4.5 传动轴临界转速计算 (25)§4.6 轴管强度计算 (27)§4.7 传动轴花键轴的计算 (28)第五章结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)外文翻译 (33)常用符号表第二章 离合器设计计算物理量代号 单位 物理量 代号 单位 摩擦片外径D mm 发动机最大功率时转速 n r/min 摩擦片最大圆周速度V m/s 离合器后备系数 β 单位压力0P 静摩擦力矩 c T N.m 摩擦面间的静摩擦因数f 压盘施加在摩擦面上的工作压力 F N 摩擦面数Z 摩擦片的平均摩擦半径 c R mm 单位摩擦面积滑磨功w 2/mm J 汽车总质量 a m Kg 轮胎滚动半径r r m 主减速器传动比 0i 轴的扭转切应力T τ a MP 轴的抗扭截面系数 T W 3mm 发动机最大转矩max e T N.m第三章 传动轴计算 物理量代号 单位 物理量 代号 单位 传动轴计算载荷se T m N . 变速器一挡传动比 1i 计算驱动桥数n 万向传动的计算转矩 s T N.m 万向传动的最大夹角α 十字轴轴颈根部弯曲应力 w σ a MP 滚针工作长度b L mm 材料的弹性模量 E a MP 临界转速c n r/mi 安全系数 K动载系数 d K 传动花键轴的扭转切应力 h τa MP 齿侧挤压应力 h σ a MP 变速器一挡传动比 1g i第一章 前 言随着汽车工业的发展,离合器也在原有的基础上不断改进和提高,以适应新的使用条件。

客车离合操纵系统匹配与计算摘要：客车离合操纵系统是客车行驶中必不可少的一个重要系统。

在客车离合操纵系统的匹配与计算中，需要综合考虑车辆性能参数、操纵性能参数，以及离合器的压盘力和离合器片数等参数。

本文重点探究了客车离合操纵系统的匹配与计算问题，提出了一种基于分析法和仿真法相结合的计算方法，为客车离合操纵系统的匹配与计算提供了科学、合理的依据。

关键词：客车，离合操纵系统，匹配，计算正文：一、引言客车离合操纵系统是客车行驶中必不可少的一个重要系统。

它主要由离合器、离合器操作机构、离合器传动机构等组成。

在客车离合操纵系统的匹配与计算过程中，需要综合考虑车辆性能参数、操纵性能参数，以及离合器的压盘力、离合器片数等参数。

其主要目的是为了满足车辆行驶需要，提高行驶安全性和经济性。

二、客车离合操纵系统的匹配与计算1、分析法与仿真法相结合的计算方法客车离合操纵系统的匹配与计算是一个复杂的过程，需要综合考虑多方面的因素。

为此，本文提出了一种基于分析法和仿真法相结合的计算方法。

具体的，该方法首先通过采集车辆性能参数、操纵性能参数等数据，然后运用计算机软件进行模拟分析，综合考虑离合器压盘力、离合器片数等参数，最终得出客车离合操纵系统的匹配方案。

2、车辆性能参数的影响因素车辆性能参数是客车离合操纵系统匹配与计算的重要影响因素之一。

它包括车辆质量、车速、驱动力等参数。

在离合器操纵过程中，离合器必须能够充分发挥作用，否则将会出现漏油、动力损失等情况。

因此，车辆性能参数的选择合理与否，对离合器的使用效果至关重要。

3、离合器的参数选择离合器的参数选择是客车离合操纵系统匹配与计算的另一个重要因素。

离合器的压盘力、离合器片数等参数需要综合考虑车辆性能参数、操纵性能参数等多方面因素。

而且，离合器的参数选择还需要根据车辆实际需要进行适当的调整，以确保客车离合操纵系统达到最佳的使用效果。

三、结论客车离合操纵系统是客车行驶中必不可少的一个重要系统。

大型机动客车用离合器总成的设计与优化研究随着交通工具的不断发展，大型机动客车在现代社会中扮演着重要的角色。

其中，离合器作为大型机动客车的重要部件之一，对其性能与安全性有着至关重要的影响。

本文将对大型机动客车用离合器总成的设计与优化进行研究，探讨其关键设计因素及优化方法。

首先，在大型机动客车离合器总成的设计中，重要的考虑因素包括传动能力、使用寿命和离合操作性。

传动能力是离合器应具备的首要特性，它直接影响车辆的加速性能和载重能力。

使用寿命是指离合器在正常使用条件下能够可靠地工作的时间。

离合操作性则是指驾驶员操作离合器时的舒适程度和易用性。

要保证大型机动客车的性能和安全，设计人员需要统筹考虑这些因素并进行合理权衡。

其次，在大型机动客车离合器总成的设计中，需要考虑离合器盘片材料、弹簧脱离力和接触面积等关键因素。

离合器盘片材料的选择直接影响离合器的摩擦性能和散热性能，通常采用耐磨损、耐高温的材料，如钢铁或高强度铸铁。

弹簧脱离力是指离合器松开时所需的最小力量，它应该适当提高以保证离合器片片之间的正常分离。

接触面积是指离合器盘片与飞轮之间的接触面积，接触面积越大，传递的力矩越大，因此对于大型机动客车来说，应尽量增加接触面积以提高传动能力。

另外，优化大型机动客车用离合器总成的设计也是非常重要的。

在设计过程中，可以采用计算机辅助设计和仿真分析等先进技术，以提高设计效率和准确性。

例如，通过使用有限元分析软件，可以评估不同设计方案的应力和变形情况，找出潜在的设计缺陷并加以改进。

此外，在大型机动客车用离合器总成的优化方面，可以从结构优化和材料优化两个方面入手。

结构优化包括优化离合器盘片的结构形式、弹簧的位置和数量等，以提高离合器的传动能力和使用寿命。

材料优化则是指通过选择更适合的材料，如纤维增强复合材料等，以提高离合器的强度和耐磨损性。

此外，为了进一步优化大型机动客车用离合器总成的设计，还可以考虑引入智能化技术。

例如，利用传感器和控制器，可以实现离合器自适应控制，根据实际工况自动调节离合器的工作状态，以提高驾驶舒适性和传动效率。