膜片式离合器的设计
摘要：离合器装在发动机与变速器之间，汽车从启动到行驶的整个过程中，经 常需要使用离合器。它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽 车平稳起步；暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换档和减少换档时的 冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，起到一定 的保护作用。离合器类似开关，接合或断离动力传递作用，因此，任何形式的汽 车都有离合装置，只是形式不同而已。现在，电子技术也进入了离合器系统。一 种由控制单元（ECU）控制的离合器已经应用在多款的轿跑车上。
关键词：从动盘总成 传动系 膜片弹簧 非线性弹性特性
Diaphragm type coupling's design Abstract: The coupling installs between the engine and the transmission gearbox, the automobile from the start to the travel entire process, needs to use the coupling frequently. Its function is causes between the engine and the transmission gearbox can join gradually, thus guaranteed that the automobile starts steadily? Shuts off between the engine and transmission gearbox's relation temporarily, is advantageous shifts gears and reduces shifts gears the time impact? When automobile emergency brake can play the separation role, prevents transmission systems and so on transmission gearbox to overload, plays certain protective function. The coupling similar switch, the joint or breaks to the power transmission function, therefore, any form's automobile has the engaging and disengaging gear, is only the form is different. Now, the electronic technology also entered the coupling system. One kind the coupling which (ECU) controlled by the control unit already applied on many patterns sedan race car.
Key words: Driven disc unit , Power transmission , Disk spring , Misalignment elastic property
目 录
一、离合器简介 (3)
1.1离合器的功用 (3)
1.2离合器设计要求 (4)
1.3离合器的分类 (4)
二、离合器的工作原理及过程 (5)
2.1离合器的工作原理 (5)
2.2 离合器的工作过程 (6)
三、离合器的结构形式 (12)
3.1摩擦离合器的类型分类 (12)
3.2膜片弹簧离合器的构造和工作理 (13)
3.3周布弹簧离合器 (13)
3.4中央弹簧离合器 (18)
四、离合器结构的选择 (20)
4.1从动盘盘的选择 (20)
4.2压紧弹簧和布置形式的选择 (21)
4.3从动盘总成 (23)
4.4离合器盖总成 (24)
五、膜片弹簧离合器基本参数和主要尺寸的选择 (25)
5.1摩擦尺寸的选择 (25)
5.3碟形弹簧的计算 (31)
5.4膜片弹簧的具体计算 (32)
5.5花键的强度校核 (34)
5.6铆钉的强度校核 (35)
六、结论 (37)
七、致谢 (38)
八、参考文献 (39)
一离合器简介
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采用刚性联系，而是 借二者接触面之间的摩擦作用来传递转矩（摩擦离合器），或是利用液体作为传 动的介质（液力耦合器），或是利用磁力传动（电磁离合器）。在摩擦离合器中， 为产生摩擦所需的压紧力，可以是弹簧力、液压作用或电磁吸力。
1.2 离合器设计要求
离合器的具体结构，首先，应在保证发动机最大转矩的前提下，满足两 个基本性能要求：1.分离彻底；2.接合柔和。
1）离、合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠。
2）结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高。
3）接合元件耐磨性高，使用寿命长，散热条件好。
4）操纵方便省力，制造容易，调整维修方便
其次，离合器从动部分的转动惯量要尽可能小。离合器的功用之一是当变速 器换档时，中断动力传递，以减轻齿轮冲击。如果与变速器主动轴相连的离合器 从动部分的转动惯量大，当换档时，虽然由于分离了离合器，使发动机与变速器 之间联系脱开，但离合器从动部分较大的惯性力矩仍然输入给变速器，其效果相 当于分离不彻底，就不能很好的起到减轻齿轮间冲击的作用。
此外，还要求离合器散热良好。因为在汽车行驶过程中，驾驶员操纵离合 器的次数是很多的， 这就使离合器中由于摩擦面间频繁地相对滑磨而产生大量的 热。离合器接合愈柔和，产生热量愈大。这些热量如不及时地散发，对离合器的 工作将产生严重影响。
摩擦离合器所能传递的最大转矩的数值取决于摩擦面间的压紧力和摩擦 系数，以及摩擦面的数目和尺寸。若欲增大离合器所能传递的最大转矩，可选用 摩擦系数较大的摩擦材料， 或适当加强压紧弹簧的压紧力， 或加大摩擦面的尺寸。
1.3 离合器的分类
摩擦离合器根据从动盘的数目可分为单盘离合器、双盘离合器和多盘离 合器。采用若干个螺旋弹簧作压紧弹簧，并沿摩擦盘圆周分布的离合器称为周布 弹簧离合器。仅具有一个或两个较强力的螺旋弹簧，并安置在中央的离合器则称 为中央弹簧离合器。还有一种采用膜片弹簧作为压紧弹簧的，称为膜片弹簧离合 器。
二 离合器的工作原理及过程
2.1 离合器的工作原理
离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用， 或是用液体作为传动 介质(液力偶合器)，或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩，使两者之间可以 暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。目前在汽车上 广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器(简称为摩擦离合器)。
发动机发出的转矩，通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用，传给 从动盘。当驾驶员踩下离合器踏板时，通过机件的传递，使膜片弹簧大端带动压 盘后移，此时从动部分与主动部分分离。
图2-1所示为摩擦离合器中的两种压紧弹簧（膜片弹簧和螺旋弹簧）的弹性 特性，在离合器盖总成中的螺旋弹簧处于压紧状态，其弹性特性的曲线如图中曲 线1所示。膜片弹簧弹性特性曲线如图中曲线 2所示。假如所设计的两种离合器
的压紧力均相同，即压紧力均为 b P ,轴向压紧变形量为 a l 。当摩擦片磨损量达到 容许的极限值 ` l D 时，弹簧压缩变形量减小到 a l 。
此时螺旋弹簧压紧力便降低到 `a P 〈 b P ，两值相差较大，将使离合器中的压紧力不足而产生滑磨，而膜片弹簧
压紧力则只降低到与 b P 相差无几的 a P ，使离合器仍能可靠得工作。当离合器分
离时，如两种弹簧的进一步压缩均为 `` l D ，由图可知，膜片弹簧所需的作用力为
c P 不螺旋弹簧所需的作用力 ` c P 减小约20%。可见，膜片弹簧离合器操纵轻便。
图 2-1 离合器两种压紧弹簧的弹性曲线
显然在离合器中采用膜片弹簧作压紧弹簧有很多优点。首先，膜片弹簧具有 压紧弹簧和分离杠杆的作用，使得离合器的结构大为简化，质量减小，并显著得 缩短了离合器的轴向尺寸。其次，由于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，磨损均匀。另外，由于膜片弹簧具有上述的非线 性弹性特性，故能在从动盘摩擦片磨损后，仍能可靠得传递发动机的转矩，而不 产生滑磨。离合器分离时，使离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。此 外，因膜片弹簧是一种旋转对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很少。 而螺旋弹簧在高速时，因受离心力作用会产生横向饶曲，弹簧严重鼓出，从而降 低了对压盘的压紧力。
2.2 离合器的工作过程
2.2.1离合器的接合过程
离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了动盘两侧的摩擦片， 带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。 动盘本体和减振器 盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性环节的作用，所以 传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。 传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对 于动盘本体和减振器盘来回转动， 夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的 能量，将扭转振动衰减下来。
当离合器接合时， 主、 从摩擦元件总是经历转速不等到转速一致的摩擦过程。 在交通繁忙的城市使用条件下， 离合器频繁的接合和滑磨， 使摩擦片很容易磨损， 滑磨产生的热量使压盘和飞轮等零件的温度升高。若摩擦表面温度过高，将加剧 摩擦片磨损，降低离合器使用寿命。离合器在起步过程中的滑磨比换档时严重得 多，而离合器滑磨的严重程度常用滑磨功来衡量，以下讨论起步时离合器的接合 过程和滑磨功。
图 2-2 离合器的接合过程的力学模型
图2-2为讨论汽车起步时离合器接合过程的力学模型． e J 为发动机旋转部分
和离合器主动部分的总转动惯量． n J 为简化到离合器从动轴上的当量转动惯
量．在计算 n J 时，为简便起见，忽略从离合器从动盘到驱动轮全部旋转零件的
转动惯量的影响，仅把 n J 看成汽车平移质量，即汽车总质量 a m 换算到离合器从
动轴上的转动惯量．根据动能相等的原理，有：
22
22
n n a J w m v = ２－１ 而
0 n g r v w i i r = ２－２
式中 n w －离合器从动轴角速度；
v －车速；
a m －汽车总质量；
r r －车轮滚动半径；
g i 、 0 i －分别为变速器和主减速器传动比； 由此得：
2 220 a r n g m r J i i = ２－３
由于离合器从动轴上的阻力矩和上坡阻力矩引起，可表示为：
２－４
式中 g -重力加速 0 () a r g m gr T f i i i
j =+ 度； f －滚动阻力系数；
i
－坡度阻力系数．
图 2-3 汽车起步时离合器的接合过程
离合器的接合过程如图２－3所示，可分为两个阶段：第一阶段从离合器摩 擦面开始接触到 c T 等于汽车行驶阻力转矩T j ，时间从０至 1 t ；第二阶段从 1 t 到 2 t ，
即离合器从动角速度 n w 从０至发动机角速度 e w 相等．
第一阶段的滑磨功为：
1 1 0 c e L T w dt = ò ２－５
第二阶段的滑磨功为：
22 2 11
()()() n c e n n e n dw L T w w dt T J w w dt dt j =-=+- òò 2 2 10 ()() na
w e n n e n n L T w w dt J w w dw j =-+- òò ２－６
滑磨功的大小取决于T j 和 n J 的数值以及驾驶员的操纵状况．当驾驶员操纵
状况一定时T j 大，时间 1 t 就长，如图２－２所示， 1 L 就大； n J 大，dw/dt 小， n w 增长就慢，从而滑磨时间（ 1 t - 2 t ）长， 2 L 大．联立式２－３和２－４，汽车总
质量 a m 愈大，变速器档位愈高， n J 和T j
愈大，滑磨功愈大．当驾驶员放松离合 器踏板较快，接合较猛时， c T 增加较猛，滑磨时间较短，滑磨功较小．当操作油
门使得发动机转速较高时，滑磨功就较大．
当在平坦的沥青路或混凝土路上起步时，阻力矩T j 很小，可以忽略不计， 于是 1 L 和 2 L 中的第一项可视为零，则总滑磨功：
0 () na
w n e n n L J w w dw ?- ò 假定在此滑磨过程中 e w 不变，于是得到：
2222 22 0 221800 n na n c a r e g J w J w m r n L i i p === ２－７
式中 － e n 发动机转速，［ e n ］为r/min.
此式表明， 离合器在上述假定条件下的滑磨功等于汽车在起步过程中获得的 动能．也就是说，在起步过程中发动机输出的机械能，一半用来使汽车加速饿而 变为动能，一半消耗于离合器的滑磨，变为热能损失掉了．
离合器应能经受滑磨， 同时由滑磨功转换的热量不应使离合器零件温度升高 过大．由于压盘质量较飞轮为小，受热引起的温升较大．根据滑磨功可算出压盘 的升高温度：
L
t mc g = ２－８
式中 t －温升，
［t］为oC c －压盘的比热容，铸铁比热容为481.4/(㎏·oC);
m -压盘的质量,[m ]为㎏;
γ- 传到压盘的热量所占的比例.对于单盘离合器,γ=0.5;对于双盘离 合器压盘,γ=0.25;中间压盘,γ=0.5;
L -滑磨功,[L ]为 N·m.
2.1.2 离合器的工作过程
图2-4 摩擦；离合器的工作原理
1.飞轮，
2.从动盘， 3 踏板，4 压紧弹簧，5 从动轴，6 从动盘毂
如图2-4所示为摩擦离合器的工作原理和构造示意图
发动机飞轮1是离合器的主动件。带有摩擦片的从动盘2和从动盘毂 6借 滑动花键与从动轴5(即变速器的主动轴）相连。压紧弹簧4将从动盘压紧在飞轮 端面上。发动机转矩即靠飞轮与从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上， 再由此经过从动轴和传动系统中一系列部件传给驱动车轮。弹簧 4 的压紧力愈 大，则离合器所能传递的转矩也愈大。
由于汽车在行驶过程中，需经常保持动力传递，而中断传动只是暂时的
需要，故汽车离合器的主动部分和从动部分应经常处于接合状态。摩擦副采用弹 簧压紧装置即是为了适应这一要求。欲使离合器分离时，只要踩下离合器操纵机 构中的踏板3，套在从动盘毂6的环槽中的拨叉便推动从动盘克服压紧弹簧的压 力向右移动，而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力传递。
当需要重新恢复动力传递时，为使汽车速度和发动机转速变化比较平 稳，应该适当控制离合器踏板回升的速度，使从动盘在压紧弹簧4压力作用下， 向左移动与飞轮恢复接触。二者接触面间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩也逐 渐增加。当飞轮和从动盘接合还不紧密，二者之间摩擦力矩比较小时，二者可以 不同步旋转，即离合器处于打滑状态。随着飞轮和从动盘接合紧密程度的逐步增 大，二者转速也渐趋相等。直到离合器完全接合而停止打滑时，汽车速度方能与 发动机转速成正比。
摩擦离合器所能传递的最大转矩取决于摩擦面间的最大静摩擦力矩， 而后者 又由于摩擦面最大压紧力和摩擦面尺寸及性质决定。 故对于一定结构的离合器来 说，静摩擦力矩是一个定值。输人转矩达到此值，则离合器将打滑，因而限制了 传动系统所受转矩，防止超载。
三 离合器的结构形选择
由离合器的工作原理可以看出，摩擦离合器基本上由主动部分、从动部分、 压紧机构和操纵机构四部分组成。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。 而离合器的操纵机构主要是使离合器分离的装 置。 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，并具有适当的转矩储 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）作用在从东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。
汽车离合器大多是盘形摩擦离合器，按其从动盘数目可分为单片、双片和多 片三类；根据压紧弹簧布置形式不同，可分为圆周布置、中央布置和斜向布置等 形式；根据使用的压紧弹簧不同，可分为圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧和膜片弹 簧离合器；根据分离时所受到作用力的方向不同，可分为拉式和推式两种形式。
3.1 摩擦离合器的类型分类
摩擦离合器，随着所用摩擦面的数目（从动盘的数目）、压紧弹簧的形式 及安装位置，以及操纵机构形式的不同，其总体构造也有差异。
摩擦离合器所能传递的最大转矩的数值取决于摩擦面间的压紧力和摩 擦系数，以及摩擦面的数目和尺寸。
1．摩擦离合器按从动盘的数目分：单盘离合器和双盘离合器。
单盘离合器具有一个从动盘，其前后两面都装有摩擦衬片，因而它有两 个摩擦表面。对于轿车和轻型货车而言，因发动机最大转矩数值一般不太大，可 足以满足传递最大转矩的要求。
双盘离合器对中、重型汽车而言，要求离合器所传递的最大转矩更大。 这样，势必要采取一些措施来提高所传递最大转矩的能力。若欲增大离合器所能 传递的最大转短，可选用摩擦系数较大的摩擦衬片材料，或适当加强压紧弹簧的 压紧力，或加大摩擦面的尺寸。但是，采用这几种结构措施，可能仍满足不了要 求。因为摩擦系数的提高受到摩擦衬片材料的限制；磨擦面尺寸的增加又为发动 机飞轮（离合器主动件之一）尺寸所限制；过分加大弹簧的压紧力，在采用螺旋 弹簧的条件下，又将使操纵费力。在这种情况下，最有效的措施是增加摩擦面的 数目，如增加一个从动盘，即采用具有两个从动盘的离合器，可使离合器所能传 递的最大转矩增大一倍。
2．摩擦离合器按压紧弹簧的结相形分:螺旋弹簧离合器和膜片弹簧离合器． 螺旋弹簧离合器按弹簧在压盘上的布置又分为： 周布弹簧离合器和中央弹簧 离合器．
采用若干个螺旋弹簧作为压紧弹簧，井沿压盘（或从动盘）圆周分布的离合 器称为周布
弹簧离合器。仅具有一个或两个较强力的螺旋弹簧（圆柱形螺旋弹簧或矩形断面 的锥形螺旋
弹簧），并与压盘（或从动盘）同心安置在离合器中央的，称为中央弹簧离 合器。
采用膜片弹簧作为压紧弹簧的称为膜片弹簧离合器．
3.2 膜片弹簧离合器的构造和工作原理
膜片弹簧离合器所用的压紧弹簧是一个用薄弹簧钢板制成的带有一定锥度， 中心部分开有许多均布径向槽的圆锥形弹簧片。膜片弹簧是碟形弹簧的一种，它 可以看成由碟簧部分Ａ和分离指部分Ｂ所组成（图3-1b）．
图（3-1a）所示为某微型汽车的膜片弹簧离合器．在膜片弹簧8上，靠中心 部分开有，18个径向切口，形成18个分离指，起弹性杠杆作用。膜片弹簧两侧 有钢丝支承圈15，借 6个铆钉 9将其安装在离合器盖14上．在离合器盖未固定 到飞轮2上时，膜片弹簧不受力，处于自由状态，如图（3-1a）所示。此时离合 器盖 14 与飞轮 2 安装面有一距离 to 当将离合器盖用螺钉固定到飞轮上时（图 3-1b），
由于离合器盖靠向飞轮，钢丝支承圈 15 压膜片弹簧 8 使之发生弹性变形（锥角
变小）。同时，在膜片弹簧外端对压盘 4 产生压紧力而使离合器处于接合状态。 当一分离离合器时， 公离轴承13左移 （图3-1c）， 膜片弹簧被压在钢丝支承圈上， 其径向截面以支承圈为支点转动（膜片弹簧呈反锥形），于是膜片弹簧外端右移， 并通过分离弹簧钩7拉动压盘使离合器分离．
3.3 周布弹簧离合器
一、单盘周布弹簧离合器
单盘周布弹簧离合器的构造
图 3-2 所示为东风 EQ1090E 型汽车的单盘周布弹簧离合器的构造。发 动机的飞轮2和压盘16是离合器的主动部分。 离合器盖19和压盘之间是通过四 组传动片 33 来传递转矩的。传动片用弹簧钢片制成，每组两片，其一端用铆钉 32 铆在离合器盖 19 上，另一端则用螺钉 34 与压盘连接，离合器盖用螺钉固定 在发动机的飞轮上。因此压盘能随飞轮一起旋转。在离合器分离时，弹性的传动 片产生弯曲变形（其两端沿离合器轴向作相对位移）。为使离合器分离时不至于 破坏压盘的对中和离合器的平衡，四组传动片是相隔 900 沿圆周切向均匀分布 的。
在飞轮 2 和压盘 16 之间装有一片带有扭转减振器的从动盘。从动盘由从动 盘毂 10 和从动盘本体 4 组成。从动盘本体的两面各铆有摩擦片 5。从动盘毂 10 的花键孔套在从动轴（即变速器主动轴）11 前端的花键上，并可在花键上作轴 向移动。16个沿圆周分布的螺旋弹簧31将压盘压向飞轮，并将从动盘夹紧在中 间，使离合器处于接合状态。这样，在发动机工作时，发动机的转矩一部分将由 飞轮经与之接触的摩擦片直接传给从动盘本体； 另一部分则由飞轮通过8个固定 螺钉传封离合器盖 19，并由此经四组传动片传到压盘，最后也通过摩擦片传给 从动盘本体。从动盘本体再将转矩通过从动盘毅的花键传给从动轴I1，由此输人 变速器。
离合器须与曲轴飞轮组组装在一起进行动平衡校正。 为了在拆下离合器后重 新组装时保持动平衡，离合器盖与飞轮的相对角位置由定位销17定位。
二、双盘周布弹黄离合器
为了增大离合器所能传递的转矩，并考虑到飞轮的径向尺寸有限，在重 型货车上广泛采用了双盘离合器。
图所示为黄河 JN1181C13 型汽车双片离合器的构造．其主动部分由飞 轮８、压盘６、中间压盘７及离合器盖 16 组成，两个从动盘 3 和 4 夹在飞轮、 中间压盘及压盘的中间。离合器中沿圆周均布 12 个压紧弹簧，使压盘和中间压 盘紧紧地压向飞轮．中间压盘的边缘上有四个缺口，飞轮上的四个定位块即嵌装 在这四个缺口中，用以传递发动机的转矩，同时保证中间压盘的正确位置。这种 传力方法与前述的用传力片传力的方法比较起来，传动更为可靠，但其传力件接 触部分的尺寸和位置的精确度要求较高，而且在分离与接合的过程中，传力件相 对运动的摩擦及磨损均为较大。 磨损后的传力件在离合器传动过程中会产生冲击 和噪声．
由于摩擦片数增多，其接合较为柔和，但是必须有专门装置，以保证主 动盘和从动盘之间能彻底分离。在图中，当离合器分离时，压盘被四个分离杠杆 以支承销9为中心转动而拉向右方， 而中间压盘则被装在它和飞轮之间的分离弹 簧2推向后方，与前从动盘4脱离接触。同时为了使后从动盘3不被中间压盘和 压盘夹住，在离合器盖上装有四个限位螺钉 17，用以限制中间压盘的行程。限 位螺钉的位置可以调节。
3.4 中央弹簧离合器
中央弹簧离合器只采用一个或轴线重合的内外两个压紧弹簧， 且位于离 合器的中央．
长征 XD2150 型汽车所用的中央弹簧双盘离合器如图 3-5 所示。飞轮 6、离 合器盖 10、压盘 8 和中间主动盘２组成离合器的主动部分．传动销１的尾部压 入飞轮6内圆面上的径向孔中，而其头部则伸入中间主动盘2边缘的切口内。铸 造的离合器盖 10 的内表面有凸起部，嵌入压盘上相应的一切口中。发动机动力 一部分从飞轮经传动销传给中间主动盘；另一部分由飞轮经离合器盖传给压盘。 中央压紧弹簧 13 的前端通过一个用钢板冲压制成的支承盘支于离合器盖上，其 后端则抵靠着分离套筒 14。轴向安装在分离套筒上的三根拉杆分别与三根压紧 杠杆17的内端相连。压紧杠杆以固定在离合器盖上的支承销16为支点，其外端 与压盘相接触。于是中央弹簧的压紧力便通过分离套筒 14、拉杆和压紧杠杆 17 将离合器的主动和从动部分压紧。
图3-5 长征XD2150汽车中央弹簧离合器
1- 传动销；2-中间主动盘；3-扭转减振器；4、5-从动盘；6-飞轮
7-分离摆杆；8-压盘；9-分离弹簧；10-离合器盖；11-调整环；12-传动杆 13-中央弹簧；14-分离套筒；15-平衡盘；16-支撑销；17-压紧杠杆
四 离合器结构的选择
（即 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。
4.1 从动盘数选择
单片离合器结构简单，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。
双片离合器与单片离合器相比，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。
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，以为主 要用于行星齿轮变速器换档机构中。 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。
经过对以上几种形式的比较和根据在大众轿车的性能要求， 选取单片离合器为大众轿车的离合器。
4.2 压紧弹簧和布置形式的选择
周置弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧，其特点是结构简单、制造 容易，因此应用较为广泛。此结构中弹簧压力直接作用于压盘上。为了保证摩擦 片上压力均匀，压紧弹簧的数目不应太少，要随摩擦片直径的增大而增多，而且 应当是分离杠杆的倍数。在某些重型汽车上，由于发动机最大转矩较大，所需压 紧弹簧数目较多，可将压紧弹簧布置在两个同心圆周上。压紧弹簧直接与压盘接 触，易受热退火，且当发动机最大转速很高时，周置弹簧由于受离心力作用而向 外弯曲，使弹簧压紧力下降，离合器传递转矩的能力随之降低。此外，弹簧靠到 它的定位片面上，造成接触面部位严重磨损，甚至会出现弹簧断裂现象。
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。此外，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压紧 力的调整。
斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传动盘上，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
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 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。
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
摘要 汽车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。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，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。此设计说明书详细的说明了轻型汽车膜片弹簧离合器的结构形式，参数选择以及计算过程。 关键词:离合器, 膜片弹簧, 从动盘, 压盘, 摩擦片
Design of Diaphragm Springs for Automotive Clutches Abstract:Automobile Clutch in the engine and gearbox between the flywheel shell with screw will be fixed in the clutch assembly after the plane of the flywheel, clutch gearbox output shaft is the input shaft. In the process of moving vehicle, the driver may need Pedal or release the clutch pedal so that the engine and gearbox temporary separation and progressive joint, to cut off the engine or transmission to the transmission input power. Its function as: (1) the car a smooth start, (2) to interrupt the transmission of power to meet the shift, (3) to prevent transmission of the overload. Key words: clutch, theca spring, driven plate, friction disc
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
膜片式离合器的设计 摘要：离合器装在发动机与变速器之间，汽车从启动到行驶的整个过程中，经常需要使用离合器。它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步；暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换档和减少换档时的冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，起到一定的保护作用。离合器类似开关，接合或断离动力传递作用，因此，任何形式的汽车都有离合装置，只是形式不同而已。现在，电子技术也进入了离合器系统。一种由控制单元（ECU）控制的离合器已经应用在多款的轿跑车上。 关键词：从动盘总成传动系膜片弹簧非线性弹性特性 Diaphragm type coupling's design Abstract: The coupling installs between the engine and the transmission gearbox, the automobile from the start to the travel entire process, needs to use the coupling frequently. Its function is causes between the engine and the transmission gearbox can join gradually, thus guaranteed that the automobile starts steadily; Shuts off between the engine and transmission gearbox's relation temporarily, is advantageous shifts gears and reduces shifts gears the time impact; When automobile emergency brake can play the separation role, prevents transmission systems and so on transmission gearbox to overload, plays certain protective function. The coupling similar switch, the joint or breaks to the power transmission function, therefore, any form's automobile has the engaging and disengaging gear, is only the form is different.Now, the electronic technology also entered the coupling system. One kind the coupling which (ECU) controlled by the control unit already applied on many patterns sedan race car. Key words:Driven disc unit , Power transmission , Disk spring , Misalignment elastic property
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)
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
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，对于由学生向工程技术人员转变有着重大的实际意义。 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。 1.1离合器设计的基本要求 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。 1.2技术参数及论文要求 车型：三菱
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
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
目录 第1章绪论 (2) 1.1引言 (3) 1.2离合器的发展 (3) 1.3膜片弹簧离合器的结构及其优点 (4) 1.3.1膜片弹簧离合器的结构 (4) 1.3.2膜片弹簧离合器的工作原理 (5) 1.3.3膜片弹簧离合器的优点 (6) 1.4设计内容 (6) 1.5 Pro/E软件的特点 (6) 1.6方案选择 (7) 第2章基本尺寸参数选择 (8) 2.1离合器基本性能关系式 (8) 2.2后备系数的选择 (8) 2.3摩擦片外径的确定 (8) 2.4摩擦片的Pro/E绘图过程 (10) 2.5本章小结 (12) 第3章主动部分设计 (13) 3.1压盘设计 (13) 3.1.1压盘参数的选择和校核 (13) 3.1.2压盘的Pro/E绘图过程 (13) 3.2离合器盖设计 (15) 3.3传动片设计 (15) 3.4本章小结 (16) 第4章从动盘总成设计 (17) 4.1摩擦片设计 (17) 4.2从动盘毂设计 (17) 4.3从动片设计 (19) 4.4扭转减振器设计 (19) 4.4.1扭转减振器的功能 (19) 4.4.2 扭转减振器的结构类型的选择 (19) 4.4.3扭转减振器的参数确定 (21) 4.4.4减振弹簧的尺寸确定 (23) 4.4.5扭转减振器的Pro/E绘图过程 (24) 第5章膜片弹簧设计 (28) 5.1膜片弹簧的概念 (28) 5.2膜片弹簧的弹性特性 (28) 5.3膜片弹簧的强度计算 (30) 5.4膜片弹簧基本参数的选择 (31) 5.5膜片弹簧的Pro/E绘图过程 (33) 5.6本章小结 (35) 结论 (36)