第二章 离合器设计总结

机械工程学院·车辆工程专业课程设计说明书题目：华西牌CDL6603轻型客车姓名：班级学号：指导教师：目 录目 录 (1)第1章 离合器的设计目的及原理概述 (3)1.1离合器的设计目的 (3)1.2离合器的工作原理 (3)1.3离合器的设计要求 (3)第2章 离合器的结构方案分析 (5)2.1车型、技术参数 (5)2.2从动盘数的选择 (5)2.3压紧弹簧和布置形式的选择 (5)2.4膜片弹簧的支承形式 (6)2.5压盘的驱动方式 (6)第3章 离合器主要参数的选择 (8)3.1后备系数β (8)3.2摩擦因数f 、摩擦面数Z 和离合器间隙△t (8)3.3单位压力p 0 (8)3.4摩擦片外径D 内径d 和厚度b (9)3.5计算校核 (9)3.5.1离合器的摩擦力矩T c 与结构参数(R c )的确定 (9)3.5.2最大圆周速度 (10)3.5.3单位摩擦面积传递的转矩c0T (10)3.5.4单位摩擦面积滑磨功 (10)第4章 膜片弹簧的设计 (12)4.1膜片弹簧的基本参数的选择 (12)4.1.1 截锥高度H 与板厚h 比值hH 和板厚h 的选择 ....................... 12 4.1.2自由状态下碟簧部分大端R 、小端r 的选择和r R 比值 ................ 12 4.1.3膜片弹簧起始圆锥底角 的选择 (12)4.1.4 分离指数目n 的选取 (12)4.1.5 膜片弹簧最小端内半径0r 及分离轴承作用半径f r (12)4.1.6 切槽宽度δ1、δ2及半径e r (13)4.1.7 压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定 (13)4.1.8膜片弹簧材料 (13)4.2膜片弹簧的弹性特性曲线 (13)第5章 扭转减振器的设计 (15)5.1扭转减振器主要参数 (15)图5-1三级非线性减震器扭转特性曲线 (15)5.1.1极限转矩j T (15)5.1.2扭转角刚度ϕK (16)5.1.3 阻尼摩擦转矩μT ............................................... 16 5.1.4 预紧转矩n T (16)5.1.5 减振弹簧的位置半径0R ......................................... 16 5.1.6 减振弹簧个数j Z .. (16)5.1.7 减振弹簧总压力F ∑ (17)5.1.8 极限转角j ϕ (17)5.2 减振弹簧的计算 (17)5.2.1 减振弹簧的分布半径1R (17)5.2.2单个减振器的工作压力P (17)5.2.3 减振弹簧尺寸 (18)第6章 离合器主要零部件的结构设计 (20)6.1从动盘毂的设计 (20)6.2从动片的设计 (20)6.3离合器盖结构设计的要求 (20)6.4压板的设计 (21)6.5压板的结构设计与选择 (21)第7章 离合器轴的选取与校核 (23)7.1离合器轴的扭转强度n τ校核 (23)7.2离合器花键轴剪切强度τ校核 (23)7.3离合器轴的花键挤压强度σ校核 (24)参考文献 (25)致谢： (26)第1章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。

第二章离合器设计§2-1 概述在机械传动系中，离合器按其传递转矩的方式分类，除摩擦式外还有电磁式。

汽车上广泛采用摩擦式离合器。

一、摩擦离合器组成：1、主动部分：发动机飞轮、离合器盖、压盘2、从动部分：从动盘3、压紧机构：压紧弹簧4、操纵机构：分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件二、功用：1、切断和实现（对传动系的）动力传递，→平稳起步（起步平稳取决于两因素：人的操作；分离彻底，否则飞轮惯量将传到变速箱，会把齿轮打断）2、换档时，将发动机和传动系分离，减少齿轮间冲击，便于换档3、过载保护4、降低传动系振动和噪声三、设计要求：1、可靠地传递发动机最大转矩，并有储备，防止传动系过载2、接合平顺3、分离要迅速彻底4、从动部分转动惯量小，减轻换档冲击5、吸热和散热能力好，防止温度过高6、应避免和衰减传动系扭转共振，并具有吸振、缓冲、减噪能力7、操纵轻便8、作用在摩擦片上的总压力和摩擦系数在使用中变化要小9、强度足，动平衡好10、结构简单、紧凑，质量轻、工艺性好，拆装、维修、调整方便§2-2 离合器结构方案分析汽车应用最广泛的是干式盘形摩擦离合器。

干式盘形摩擦离合器分类：1、按从动盘数：单、双、多2、按弹簧布置形式：周、中央、斜3、按弹簧形式：圆柱、圆锥、膜片4、作用力方向：推、拉一、从动盘数选择：（盘形摩擦离合器）条件：转矩一样；盘尺寸一样；操纵机构一样。

二、压紧弹簧和布置形式的选择1 周置弹簧离合器：多用圆柱弹簧，一般用单圆周，重型货车用双圆周。

优：结构简单、制造方便、缺：弹簧易回火，发动机转速很大时，传递力矩能力下降；弹簧靠在定位座上，接触部位磨损严重。

应用：广泛2 中央弹簧离合器：离合器中心用一至两个圆柱（锥）弹簧作压紧弹簧。

优：压紧力足，踏板力小，弹簧不易回火缺：结构复杂、轴向尺寸大应用：转矩大于400～450N·m的商用车上3 斜置弹簧：优：工作性能稳定，踏板力较小缺：结构复杂、轴向尺寸较大应用：总质量大于14t的商用车4 膜片弹簧：轿车、轻、中型货车及客车（大部分）1）优：a.弹簧压力在使用过程中不变→传递转矩的能力大致不变分离时，弹簧压力↓，踏板力↓b.膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用、结构紧凑、尺寸小、零件少、质量小。

机械工程学院·车辆工程专业课程设计说明书题目：华西牌CDL6603轻型客车姓名：班级学号：指导教师：目 录目录1第1章离合器的设计目的及原理概述31.1离合器的设计目的3 1.2离合器的工作原理3 1.3离合器的设计要求3 第2章离合器的结构方案分析52.1车型、技术参数5 2.2从动盘数的选择52.3压紧弹簧和布置形式的选择5 2.4膜片弹簧的支承形式6 2.5压盘的驱动方式6第3章离合器主要参数的选择83.1后备系数β83.2摩擦因数f 、摩擦面数Z 和离合器间隙△t83.3单位压力p 083.4摩擦片外径D 内径d 和厚度b9 3.5计算校核93.5.1离合器的摩擦力矩T c 与结构参数(R c )的确定9 3.5.2最大圆周速度103.5.3单位摩擦面积传递的转矩c0T 103.5.4单位摩擦面积滑磨功10第4章膜片弹簧的设计124.1膜片弹簧的基本参数的选择124.1.1 截锥高度H 与板厚h 比值hH和板厚h 的选择12 4.1.2自由状态下碟簧部分大端R 、小端r 的选择和rR比值124.1.3膜片弹簧起始圆锥底角的选择124.1.4 分离指数目n 的选取124.1.5 膜片弹簧最小端内半径0r 及分离轴承作用半径f r 12 4.1.6 切槽宽度δ1、δ2及半径e r 134.1.7 压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定13 4.1.8膜片弹簧材料134.2膜片弹簧的弹性特性曲线13第5章扭转减振器的设计165.1扭转减振器主要参数16图5-1三级非线性减震器扭转特性曲线165.1.1极限转矩j T165.1.2扭转角刚度ϕK175.1.3 阻尼摩擦转矩μT175.1.4 预紧转矩n T175.1.5 减振弹簧的位置半径0R175.1.6 减振弹簧个数j Z185.1.7 减振弹簧总压力F∑185.1.8 极限转角jϕ185.2 减振弹簧的计算185.2.1 减振弹簧的分布半径1R185.2.2单个减振器的工作压力P195.2.3 减振弹簧尺寸19第6章离合器主要零部件的结构设计226.1从动盘毂的设计226.2从动片的设计226.3离合器盖结构设计的要求226.4压板的设计236.5压板的结构设计与选择23第7章离合器轴的选取与校核257.1离合器轴的扭转强度nτ校核257.2离合器花键轴剪切强度τ校核25σ校核267.3离合器轴的花键挤压强度参考文献27致谢：28第1章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。

第二章离合器设计第一节概述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，以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。

为了保证离合器具有良好的工作性能，对汽车离合器设计提出如下基本要求：1. 在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备；2. 接合时要平顺柔和，以保证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散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命；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，以减轻驾驶员的疲劳；8. 作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦系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。

摩擦离合器主要由主动部分（发动机飞轮、离合器盖和压盘等）、从动部分（从动盘）、压紧机构（压紧弹簧）和操纵机构（分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等）四部分组成。

主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构，操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。

随着汽车发动机转速和功率的不断提高，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结构发展，传统的操纵型式正向自动操纵的型式发展，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。

第2章离合器设计教学提示：离合器是汽车传动系的一个组成部分，直接与发动机连接，本章主要讲解离合器的分类、工作原理，离合器和扭转减振器的设计等基本内容，还介绍了离合器的设计实例。

教学要求：了解离合器的结构方案、离合器的操纵机构以及离合器的结构元件，熟练掌握离合器主要参数的选择，离合器的设计与计算，扭转减振器的设计。

通过设计实例深入理解和掌握离合器的设计过程。

2.1 概述现代汽车一般都以内燃机为动力，其传动系中离合器处于首端，它具有如下基本功用：(1) 在汽车起步时，通过离合器主动部分(与发动机曲轴相连)和从动部分(与变速器第一轴相接)之间的滑磨，转速逐渐接近，使旋转着的发动机和原为静止的传动系平稳地接合，以保证汽车平稳起步。

(2) 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传递，以减轻换挡时轮齿间的冲击，便于换挡。

(3) 当传给离合器的转矩超过其所能传递的最大转矩(即离合器的最大摩擦力矩)时，其主、从动部分将产生滑磨。

这样，离合器就起着防止传动系过载的作用。

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。

其中离合器主动部分主要包括飞轮、离合器盖和压盘；从动部分主要是从动盘；压紧机构主要是压紧弹簧；操纵机构主要包括分离叉、分离轴承、离合器踏板和传动部件。

主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构，操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。

目前离合器发展的趋势是：提高可靠性和使用寿命；适应高转速，增加传递转矩的能力；简化操纵(当采用自动离合器时，可省去离合器踏板，实现汽车的“双踏板”操纵)。

对汽车离合器设计有如下基本要求：(1) 既能可靠传递发动机最大转矩，又能防止传动系过载。

(2) 接合完全且平顺、柔和，使汽车起步时无抖动、无冲击；分离彻底、迅速。

(3) 工作性能(最大摩擦力矩或后备系数)稳定，即作用在摩擦片上的总压力不应因摩擦表面的磨损而有明显变化，摩擦系数在离合器工作过程中应稳定。

第二章离合器设计1.设计离合器、离合器操纵机构需要满足哪些基本要求？答:(1)离合器基本要求:①可靠地传递Temax,并有适当转矩储备;②接合完全、平顺、柔和，保证起步时无抖动和冲击；③分离迅速、彻底；④从动部分转动惯量小，减轻换档齿轮间的冲击；⑤防止传动系产生扭转共振，有吸振、缓冲和减小躁声的能力；⑥吸热能力高，散热效果好；⑦操纵轻便；⑧作用在从动盘上的压力和衬片上的摩擦因数使用过程中变化小；⑨强度足够，动平衡良好；⑩结构简单，质量小，工艺性能好，拆装、维修、调整工作方便；(2)离合器操纵机构基本要求:①操纵轻便；②有踏板自由行程调整机构，用来恢复分离轴承的自由行程；③有踏板行程限位装置，防止操纵机构过载；④有足够的刚度；⑤ 高;(传动效率)⑥发动机振动、车架、驾驶室变形等不会影响其正常工作。

2.盘形离合器有几种？各有何优缺点？答：①单片盘形离合器；②双片盘形离合器；③多片盘形离合器。

3.离合器的压紧弹簧有几种形式？各有何优缺点？答：①圆柱；②圆锥；负荷大，受离心力影响小，轴向尺寸变大；③膜片。

4.离合器的压紧弹簧布置形式有几种？各有何优缺点？答：①圆周布置；②中央布置；③斜向布置。

5.离合器的摩擦衬片与从动钢板的连接方式有几种？各有何优缺点？答：①铆接法：连接可靠，更换摩擦片方便，采用较广泛，铜铆钉的高温强度和耐腐蚀强度性能比铝铆钉好；②粘接法：可充分利用摩擦片厚度，增加摩擦面积，但摩擦片更换不便，无法从动钢片上装波型弹簧片以获得轴向弹性。

6.离合器的操纵机构有几种？各有何优缺点？答：常用的离合器操纵机构，主要有机械式、液压式等。

机械式操纵机构有杆系和绳索两种形式。

杆式传动机构结构简单、工作可靠，被广泛应用。

但其质量大，机械效率低，在远距离操纵时布置较困难。

绳索传动机构可克服上述缺点，且可采用吊挂式踏板结构。

但其寿命较短，机械效率仍不高。

多用于轻型轿车。

液压式操纵机构主要由主缸、工作缸和管路等部分组成，具有传动效率高，质量小、布置方便、便于使用吊挂踏板、驾驶室容易密封、驾驶室和车架变形不会影响其正常工作，离合器接合较柔和等优点。

第二章离合器设计第一节概述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，以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。

为了保证离合器具有良好的工作性能，对汽车离合器设计提出如下基本要求：1. 在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备；2. 接合时要平顺柔和，以保证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散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命；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，以减轻驾驶员的疲劳；8. 作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦系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。

摩擦离合器主要由主动部分（发动机飞轮、离合器盖和压盘等）、从动部分（从动盘）、压紧机构（压紧弹簧）和操纵机构（分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等）四部分组成。

主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构，操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。

随着汽车发动机转速和功率的不断提高，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结构发展，传统的操纵型式正向自动操纵的型式发展，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。