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第三节离合器操纵机构设计离合器的操纵比较频繁，除自动离合器外，离合器都是由司机左脚踩踏板操纵。
为减轻司机的疲劳，要求踏板力尽可能地小，轿车在80~130N左右，载货汽车不应超过150~200N；踏板总行程也不宜过大，一般应在80~150mm范围内，最大应不超过180mm。
应具有踏板自由行程的调整装置以便在离合器摩擦片磨损后用来调整和恢复分离轴承与分离杠杆间的正常间隙量；还应有踏板行程限位装置以防止操纵机构的零件受过大载荷而损坏。
此外，操纵机构的传动效率要高，具有足够的刚度，不会因发动机的振动以及车架和驾驶室的变形而干涉其正常工作，工作可靠、寿命高，维修保养简易、方便等。
3.1 离合器操纵机构的结构型式选择离合器操纵机构分为机械式、液压式、气压式和自动操纵机构四种。
为了降低中型以上货车的踏板力，在机械式和液压式操纵机构中有时采用助力器。
1．机械式操纵机构有杆系传动和钢索传动两种型式。
杆系传动结构简单、制造容易、工作可靠，广泛用于各种类型的汽车上。
但质量及摩擦损耗都较大；传动效率低。
当离合器需远距离操纵时，则杆系的结构复杂、布置困难，踏板的自由行程将加大，刚度及可靠性也会变差。
钢索传动寿命较短，传动效率也不高，仅用于某些轻型轿车中。
2．液压式操纵机构如图1所示，液压式操纵机构由吊挂式离合器踏板、总泵(主缸)、分泵(工作缸)、管路系统、回位弹簧等组成。
具有摩擦阻力小，传动效率高，质量小，布置方便，接合柔和(有助于降低猛接离合器时传动系的动载荷)，便于采用吊挂式踏板使该处地板易于密封，车架或车身的变形以及发动机的振动不会影响其工作，系统刚度好有助于减小踏板自由行程，也便于远距离操纵及采用可翻倾式驾驶室等优点。
它不仅最广泛地用于轿车及中、轻型客车及货车上，而且在大客车和重型货车上的应用也日益增多，但在中型以上的汽车上使用时应该加装助力器。
3．机械式和液压式操纵机构的助力器在中型以上的汽车上，为减轻离合器踏板力，在机械式和液压式操纵机构中常采用各种助力器。
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。
目录第一章绪论 ............................................. 错误！未定义书签。
1.1 前言 ............................................ 错误！未定义书签。
1.2 课程设计目的 .................................... 错误！未定义书签。
1.3 设计要求 ........................................ 错误！未定义书签。
1.4 技术参数及设计要求 .............................. 错误！未定义书签。
1.5 设计步骤 ........................................ 错误！未定义书签。
第二章离合器摩擦片参数的确定 ........................... 错误！未定义书签。
2.1 后备系数β...................................... 错误！未定义书签。
2.2 单位压力 ...................................... 错误！未定义书签。
2.3 离合器传递的最大静摩擦力矩T.................... 错误！未定义书签。
C2.4 摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙△t ............ 错误！未定义书签。
2.5 摩擦片参数的选择 ................................ 错误！未定义书签。
2.5.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b ............ 错误！未定义书签。
2.6 离合器基本参数的校核 ............................ 错误！未定义书签。
2.6.1 最大圆周速度 .............................. 错误！未定义书签。
2.7离合器主要零部件结构设计[P2]l.从动盘总成从动盘总成主要由摩擦片、从动片、减振器和花键毂等组成。
从动盘对离合器工作性能影响很大，应满足如下设计要求：1）转动惯量应尽量小，以减小变速器换挡时轮齿间的冲击。
2）应具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，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。
[P3]为了使从动盘具有轴向弹性，常用的方法有：在从动盘上开"T"形槽，外缘形成许多扇形，并将扇形部分冲压成依次向不同方向弯曲的波浪形。
这种结构主要应用于货车。
将扇形波形片的左、右凸起段分别与左、右侧摩擦片聊接。
由于波形片比从动片薄，故这种结构轴向弹性较好，转动惯量较小，适宜于高速旋转，主要应用于乘用车和轻型商用车。
[P4]利用阶梯形例钉杆的细段将成对波形片的左片聊在左侧摩擦片上，并交替地把右片聊在右侧摩擦片上。
这种结构弹性行程大，弹性特性较理想，可使汽车起步极为平顺。
主要应用于中、高级乘用车。
[P5]将靠近飞轮的左侧摩擦片直接都合在从动片上，只在靠近压盘侧的从动片钟有波形片，右侧摩擦片用钾钉与波形片钾合。
这种结构转动惯量大，但强度高，传递转矩能力大，主要应用于商用车。
[P6]从动盘毂在离合器中承受载荷最大它一般采用齿侧对中的矩形花键安装在变速器的第一轴上，花键的尺寸可根据摩擦片的外径D与发动机的最大转矩选取。
离合器摩擦片在性能上应满足如下要求：1）摩擦因数较高且较稳定,工作温度、单位压力、滑磨速度的变化对其影响要小。
2）有足够的机械强度与耐磨性。
3）密度要小，以减小从动盘转动惯量。
[P7]4）热稳定性好，在高温下分离出的粘合剂少,无味，不易烧焦。
5）磨合性能好，不致刮伤飞轮和压盘表面。
6）接合时应平顺而不产生"咬合"或"抖动.现象。
7）长期停放后，摩擦面间不发生"粘着"现象。
[P8]离合器摩擦片所用的材料有石棉基摩擦材料、粉末冶金摩擦材料和金属陶瓷摩擦材料。
汽车离合器设计目录引言 (5)1汽车离合器分析 (6)1．1 离合器的基本组成和分类 (6)1．2 离合器的功用 (7)1．3 汽车离合器设计的基本要求 (8)2 摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择 (9)2．1 摩擦片外径及其它尺寸的确定 (9)2．1．1 摩擦片外径D (9)2．1．2 摩擦片内径d (9)2.1.3 摩擦片厚度h (10)2.1.4 校核离合器所选尺寸 (11)3 离合器零件的结构选型及设计计算 (12)3．1 从动盘总成 (12)3．1．1从动片 (12)3．1．2从动盘毂 (13)3．2 压盖和离合器盖 (16)3．2．1 压盘设计 (16)3．2．2 离合器盖设计 (20)3．3 离合器分离装置的设计 (20)3．3．1 分离杆 (20)3．3．2 分离轴承及分离套筒 (23)3．4 圆柱螺旋弹簧设计 (24)3．4．1 结构设计要点 (24)3．4．2 弹簧的材料及许用应力 (25)3．4．3 弹簧的计算 (26)3．4．4 离合器的平衡 (29)4.参考文献 (29)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．驾驶员飞可以根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时的分离和断开，使发动机向变速器输入动力：（1）是汽车平稳起步。
（2）中断给传动系的动力，配合档位。
（3）防止传动系过载。
本设计主要针对某轿车设计的离合器。
根据车辆使用条件和车辆参数，按着离合器系统的设计步骤和要求，主要进行以下工作；摩擦片外径的确定，离合器后备系数的确定，单位压力的确定。
并进行总成设计主要为；分离装置的设计，及从动盘的设计（从动盘毂的设计），及圆柱螺旋弹簧的设计等。
AbstractThe clutch is located in between the engine and transmission of the flywheel crust, screwed the clutch assembly fixed after the flywheel plane, clutch output shaft is gearbox input shaft. In automobile driving process. The driver stepped on the fly can according to need or loosen the clutch, make the engine and transmission temporarily separation and disconnected, make the engine to the transmission input power: (1) is car smooth start. (2) the interrupt to transmission power, cooperate a gear. (3) prevent transmission overload. This design is mainly aimed at a car designed clutch. According to the vehicle use condition and vehicle parameters, according to the clutch system design steps and requirement, mainly for the following work; Friction slices diameter determination, and clutch determination of unit is lengthened, pressure determination. And assembly design mainly for, Separation device design, and driven plate design (platen hub design), and the design of cylindrical helical spring etc.引言离合器是汽车传动系的重要部件。
目 录 封面 ................................................................. 1 目录 ................................................................. 2 第一章 绪论 ...................................................... 3 1.1 离合器设计的目的 ........................................... 3 1.2 离合器概述 ................................................. 3 1.3 离合器设计的基本要求 ....................................... 3 1.4 技术参数及设计要求 ......................................... 4 第二章 设计方案论证 .............................................. 4 2.1 离合器的结构方案分析 ....................................... 4 2.2 从动盘数及干湿式的选择 ..................................... 5 2.3 压紧弹簧和布置形式 ......................................... 6 2.3.1 周置弹簧离合器 ....................................... 6 2.3.2 中央弹簧离合器 ....................................... 6 2.3.3 斜置弹簧离合器 ....................................... 6 2.3.4 膜片弹簧离合器 ....................................... 6 2.4 膜片弹簧式离合器的拉式、推式的选择分析 ..................... 7 2.5 压盘传力方式的选择 ......................................... 9 2.6 离合器的结构方案分析 ...................................... 10 2.7 方案选择 .................................................. 11 第三章 设计计算及参数选择 ....................................... 12 3.1 摩擦片的设计 .............................................. 12 3.2 后备系数Β的选择 .......................................... 12 3.3 摩擦片外径、内径和厚度 .................................... 13 3.4 单位压力P0 ................................................ 15 3.5 摩擦因数、摩擦面数、离合器间隙选择 ........................ 15 3.6 离合器基本参数的优化 ...................................... 16 第四章 结束语 ................................................... 17 参考文献 ............................................................ 17 - 2 -
摘要
离合器是汽车中的重要组成部件。
从汽车启动、运行、停止的整个过程，都需要使用到离合器。
离合器置于发动机和变速箱之间，起到使发动机和变速箱平稳接合的功能，以确保汽车的安全、平稳运行。
在汽车制动时，可起到分离的作用，对于防止变速箱传动部件过载有一定的保护作用。
不管手动档还是自动挡，任何形式的汽车都有离合装置，只是形式上会有所区别。
离合器本质上类似于开关，起到接合或断离动力传递的作用。
本文设计的是紧凑型轿车膜片弹簧离合器，根据汽车的基本参数及设计要求，拟定合理的设计方案，完成离合器零部件及总成的设计。
设计的离合器具有结构简单、紧凑、操作简便等特点，具有较高的适用性和可靠性。
关键词：膜片弹簧离合器传递转矩。
离合器设计摘要：本文的毕业设计旨在研究和设计一种新型离合器，以提高其可靠性和寿命。
本文首先分析了传统离合器的结构和工作原理，然后介绍了新型离合器的设计思路和流程。
最后，通过实验验证了新型离合器的性能和可靠性，证明了其具有很好的应用前景。
关键词：离合器，结构，工作原理，设计，可靠性1. 引言离合器作为机械传动系统的重要组成部分，具有控制动力传递和作动过程的功能。
常见的离合器有手摇离合器、摩擦离合器和液压离合器等。
但是，传统离合器存在着结构简单、可靠性差和寿命短等问题，这限制了其在机械传动系统中的应用。
为此，本文将研究和设计一种新型离合器，以提高其可靠性和寿命，并试图解决传统离合器存在的问题。
2. 离合器的结构和工作原理离合器的结构包括驱动轴、 driven 轴、离合器盘、摩擦片、压盘等部分。
当驱动轴的动力向离合器传递时，离合器盘和驱动轴同步旋转；当离合器松开时， driven 轴就可以自由地旋转了，而无须再与驱动轴连续旋转了。
离合器的工作原理是利用离合器盘和摩擦片之间由于摩擦而转移转矩。
在离合器拉紧时，离合器盘与输出轴的离合面之间进行摩擦，转矩由驱动轴传递到离合器盘，再由离合器盘传递到输出轴。
当离合器拉松时，驱动轴和输出轴之间断开了转矩传递。
3. 新型离合器的设计基于传统离合器的结构和工作原理，本文提出了一种新型离合器的设计方案。
新型离合器采用了松紧两用的机构，即在离合器的拉杆中设置有一定长度的弹簧补偿杆，利用弹簧的弹力来实现离合器的自动补偿。
这样的设计方案可以避免因为离合器拉松不彻底而导致的摩擦片磨损、失效等问题，从而提高其可靠性和寿命。
4. 实验验证和结果分析本文对新型离合器的性能和可靠性进行了实验验证。
实验分别从离合器的拉松力、摩擦片的磨损以及使用寿命等方面进行了测试和比较。
结果表明，新型离合器相比传统离合器在上述属性上均有所提高，证明了新型离合器的设计思路和方案的可行性和合理性。
5. 结论本文的毕业设计旨在研究和设计一种新型离合器，以提高其可靠性和寿命。
北京理工大学珠海学院08级专业课程设计 - 1 - 夏利2000离合器设计说明书
摘 要 汽车离合器位于发动机与变速器之间的飞轮壳内，由螺栓固定于飞轮的后平面，其输出轴就是变速器的输入轴。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；或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，只是形式不同而己。 膜片弹簧离合器技术成熟，又具有经济性好、可靠性高、结构紧凑等优点，应用广泛。 本设计说明书以国产轿车夏利2000为设计对象，针对性地说明其离合器的结构设计，参数选择以及计算过程。
关键词：汽车离合器 膜片弹簧 从动盘 设计 夏利2000
目 录 北京理工大学珠海学院08级专业课程设计
- 2 - 摘要·············································· 2 目录·············································· 3 1 前言············································ 4 2 离合器结构方案选取······························ 5 2.1 车型参数以及结构设计要求····················· 5 2.2 从动盘数的确定······························· 5 2.3 压紧弹簧的结构形式及布置····················· 5 3 离合器的容量参数及计算·························· 7 3.1 离合器转矩容量······························· 7 3.1.1 后备系数β································· 7 3.1.2 转矩容量CT································ 7 3.2 摩擦片外径D、内径d和厚度t的确定·············· 7 3.3 压紧力及摩擦片单位压力······················· 8 4 离合器结构零件的设计···························· 9 4.1 从动盘零件的结构选型和设计··················· 9 4.1.1 从动片····································· 9 4.1.2 从动盘毂及花键····························· 9 4.2 压盘设计····································· 10 4.2.1 压盘传力方式的选择························· 10 4.2.2 压盘几何尺寸的确定························· 10 4.3 膜片弹簧的设计与计算························· 10 4.3.1 负荷与变··································· 10 4.3.2 膜片弹簧工作点位置的选择··················· 11 4.3.3 结构参数设计······························· 12 4.3.4 膜片弹簧的强度校核························· 12 总结·············································· 13 参考文献·········································· 14 1 前言
汽车离合器位于发动机与变速器之间的飞轮壳内，由螺栓固定于飞轮的后平面，其输北京理工大学珠海学院08级专业课程设计 - 3 - 出轴就是变速器的输入轴。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；或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，只是形式不同而己。 膜片弹簧离合器技术成熟，又具有经济性好、可靠性高、结构紧凑等优点，应用广泛。轿车就是采用膜片离合器，它由主动部分（由壳体、膜片弹簧、压盘等组成的整体并用螺钉固定在发动机飞轮上），被动部分（由摩擦片与从动盘组成）和操纵部分组成。被动部分装在飞轮与压盘之间，通过滑动花键套在变速器的输入轴上。在膜片弹簧的弹力作用下，从动盘、压盘与飞轮夹紧，发动机工作时，飞轮和压盘通过它们与摩擦片之间的摩擦带动从动盘一起旋转，将扭矩传递给变速器主动轴。当驾车者踩下离合器踏板，操纵部分的分离叉将分离轴承推向前，推动膜片弹簧下端，使膜片弹簧上端绕支点转动并拉动压盘向后移动，解除了压盘与摩擦片之间的压紧力，发动机只能带动主动部分旋转，无法将扭矩传递给变速器。当驾车者松开离合器踏板，操纵部分将分离轴承拉回来，膜片弹簧下端压力解除，恢复原位，压盘在膜片弹簧压力下又向前移动并将摩擦片压紧，发动机又可将扭矩传递至变速器。摩擦片上还均匀分布了若干只横置的螺旋小弹簧，用于减少离合时的冲击和振动。 汽车工业被称为“改变世界的机器”，也我国的支柱产业之一，近10年来发展快速而稳步，产量年均增长15%。而我国生产汽车的重要部件离合器的历史要上溯到上世纪30年代，当时在仅有的几家小作坊式汽车修配厂里制造离合器零件。上世纪50年代中期开始。一汽、南汽、上汽、“二汽”等相继成立，离合器在其内部的专业化生产工段、车间或工厂也开始批量生产，从此有了真正意义上的离合器制造。上世纪70年代，我国离合器研究、教育、设计、制造的专业队伍也初步形成。此后由于汽车产量和保有量的逐年增加，各地又建立了一批离合器专业制造厂，逐渐形成了行业的雏形并初具规模。 现今，汽车产业的竞争，乃是专业人才的竞争。课程设计是专业人才培养的正要环节。通过专业课课程设计的研究学习，深入了解掌握汽车离合器的设计过程，进而拓展到整车的基本设计流程，同时培养设计思路，锻炼绘图能力，使得专业知识与技能有一个综合性的提高。本设计说明书以国产轿车夏利2000为设计对象，针对性地说明其离合器的结构设计，参数选择以及计算过程。
2 离合器结构方案的选取 2.1车型参数以及结构设计要求 北京理工大学珠海学院08级专业课程设计 - 4 - 本离合器设计是在夏利2000车型的框架内进行的，其相关参数如表2-1所示。 表2-1 最大功率/转速 maxn 63kW/6000rpm 最大扭矩/转速
max eT 110Nm/5200rpm
主减速器传动比 0i 4.11 一档传动比 1i 3.476
整备质量 970kg 轮胎型号 175/65R14 在设计离合器时，应根据车型的类别、使用要求、制造条件以及系列化，通用化，标准化要求，合理选择离合器的结构。 在离合器的结构设计时必须综合考虑以下几点： ①保证离合器结合平顺和分离彻底。 ②离合器从动部分和主动部分各自的连接形式和支承。 ③离合器轴的轴向定位和轴承润滑。 ④运动零件的限位。 ⑤离合器的调整。
2.2从动盘数的确定 夏利2000属于经济型轿车，可选取单片干式膜片弹簧摩擦离合器，因为这种结构的离合器结构简单，调整方便，轴向尺寸紧凑，分离彻底，从动件转动惯量小，散热性好，采用轴向有弹性的从动盘结合平顺，因此该离合器选取单片干式膜片弹簧离合器。
2.3压紧弹簧的结构形式及布置 离合器的压紧弹簧的结构形式有：圆柱螺旋弹簧、矩形断面的圆锥螺旋弹簧和膜片弹簧等。可采用沿圆周布置、中央布置、和斜置等布置形式。根据本所设计的离合器的已知系数和使用条件所以选取膜片弹簧离合器比较合适。 作为压紧弹簧的所谓膜片弹簧，是由弹簧钢冲压成的，具有“无底碟子”形状的截锥形薄壁膜片，且自其小端在锥面上开有许多径向切槽，以形成弹性杠杆，而其余未切槽的大端截锥部分则起弹簧作用。膜片弹簧的两侧有支承圈，当离合器盖用螺栓固定到飞轮上时，由于离合器盖靠向飞轮，后支承圈则压膜片弹簧使其产生弹性变形，锥顶角变大，甚至膜片弹簧几乎变平（参看图2-1）。同时在膜片弹簧的大端对压盘产生压紧力使离合器处于结合状态。当离合器分离时，分离轴承前移膜片弹簧压前支承圈并以其作为支点发生反锥形的转变，使膜片弹簧大端后移，并通过分离钩拉动压盘移到膜后移使离合器分离。膜片弹簧离合器具有很多优点：首先，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此设计摩擦片磨北京理工大学珠海学院08级专业课程设计 - 5 - 损后，弹簧压力几乎不变，且可以减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对称的，因此其压紧力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著缩短了轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，摩擦均匀，也易于实现良好的通风散热等。
图2-1 膜片弹簧离合器工作原理 3 离合器的容量参数及计算 3.1离合器转矩容量
