汽車離合器設計畢業(yè)論文

1、青島大學本科生畢業(yè)論文汽車離合器設計摘 要本設計主要分析了膜片彈簧離合器，對膜片彈簧離合器進行了分類，闡述了膜片彈簧離合器的原理和組成及其特性。敘述了離合器的發(fā)展現(xiàn)狀，和它的工作原理，在此過程中，經(jīng)過對比結(jié)合，初步確定了合適的離合器結(jié)構(gòu)形式，選取了拉式膜片彈簧離合器，并且?guī)в信まD(zhuǎn)減振器，為后面的計算提供了理論基礎。在計算中，首先確定摩擦片外徑尺寸，然后根據(jù)該尺寸對其他部件總成進行了計算和設計。通過計算校核摩擦片外徑尺寸，計算選擇出其他部件的外形尺寸，再對其進行校核，確定是否能達到設計要求。設計包括對從動盤總成的設計校核，對壓盤的設計校核，對離合器蓋的設計校核及離合器蓋的設計校核和優(yōu)化。具體設計

2、計算了摩擦片、扭轉(zhuǎn)減振器、膜片彈簧、壓盤、離合器蓋、傳動片等多個部件總成。 這次的設計，可以對原有離合器的設計提出優(yōu)化和修改的建議，對其以后的設計過程起參考作用。通過這次設計達到了優(yōu)化改進原有離合器，提高該型汽車使用性，舒適性，并提高了汽車的工作效率的目的。關(guān)鍵詞：離合器、從動盤、膜片彈簧abstractanalysis of the design of the main diaphragm spring clutch, the diaphragm spring clutch classified on the clutch diaphragm spring principle and the

3、 composition and characteristics. describes the development of the clutch, and its working principle, in the process, after comparison with the right to determine the initial structure of the clutch, select the pull-type diaphragm spring clutch, and a reverse shock absorber for the back calculation

4、provides a theoretical basis.in the calculation, first determine the size diameter friction plate, and then according to the size of other parts assembly and design is calculated. check by calculating the friction plate diameter size, calculated to select the size of other components, and then check

5、 them to see whether it can meet the design requirements. design including the design of the driven disc assembly verification, the design of the pressure plate check on the clutch cover, clutch cover design verification and design verification and optimization. calculation of the specific design of

6、 the friction plate, reversing the shock absorber, diaphragm spring, pressure plate, clutch cover, transmission components, such as chip assembly.the design of the original design of the clutch to optimize and modify the proposal, its future role in the design process from the reference. achieved th

7、rough optimization of the design to improve the original clutch and improve the use of this type of vehicle, comfort, and enhance the work of automobile efficiency.key words：clutch、follower plate、diaphragm spring目 錄1 緒 論11.1 引 言11.2 離合器的發(fā)展21.3 離合器的類型31.4 離合器設計的設計要求41.5 方案選擇62 膜片彈簧離合器的設計82.1 膜片彈簧離合器的

8、結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點82.1.1 膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)82.1.2 膜片彈簧離合器的工作原理92.1.3 膜片彈簧離合器的優(yōu)點92.2 離合器基本尺寸參數(shù)選擇102.2.1 離合器基本性能關(guān)系式102.2.2 后備系數(shù)的選擇112.3 本章小結(jié)113 主動部分-蓋總成設計123.1 壓盤設計123.1.1 壓盤參數(shù)的選擇和校核123.2 離合器蓋設計133.3 傳動片設計153.4 本章小結(jié)174 從動部分-從動盤總成設計184.1 摩擦片設計184.1.1 摩擦片的材料選擇184.1.2 摩擦片外徑的確定204.2 從動盤轂設計224.3 從動片設計234.4 扭轉(zhuǎn)減振器設計244.4.1 扭轉(zhuǎn)減振

9、器的功能244.4.2 扭轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定244.4.3 減振彈簧的尺寸確定264.5 本章小結(jié)275 膜片彈簧設計285.1 膜片彈簧的概念285.2 膜片彈簧的彈性特性295.3 膜片彈簧的強度計算315.4 膜片彈簧基本參數(shù)的選擇325.5 本章小結(jié)356 離合器的操縱機構(gòu)366.1 對操縱機構(gòu)的要求366.2 操縱機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇366.2.1 人力式操縱機構(gòu)366.2.2 氣壓助力式操縱機構(gòu)376.3 本章小結(jié)38結(jié) 論39謝 辭40參考文獻411 緒 論1.1 引 言在汽車傳動系中，離合器是一種分離、接合裝置，通過離合器的分離和接合實現(xiàn)對傳動系動力的中斷和傳遞。在汽車的轉(zhuǎn)動系中設

10、置離合器主要是由于：目前，汽車上仍廣泛采用往復式發(fā)動機作動力，這種發(fā)動機有一個最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，而發(fā)動機的工作轉(zhuǎn)速總是大于這個最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。若發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于這個最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，發(fā)動機將熄火而停止工作。另外，在低速時發(fā)動機無法產(chǎn)生足夠的動力，在汽車起步時，其車速是由零逐漸增加的。因此，為使汽車平穩(wěn)起步，就需在汽車驅(qū)動輪與發(fā)動機飛輪之間有一個既能轉(zhuǎn)遞動力又能產(chǎn)生相對滑轉(zhuǎn)的裝置，這個裝置就是離合器。在汽車起步時，如果沒有離合器，而是把發(fā)動機與傳動系剛性地聯(lián)結(jié)在一起，那么只要變速器一掛上擋，驅(qū)動輪就會突然產(chǎn)生驅(qū)動力而使汽車猛烈前沖。由于汽車質(zhì)量較大，由靜止突然前沖會產(chǎn)生很大的慣性力，這個慣性力以慣性阻力的方

11、式傳遞給發(fā)動機，會導致發(fā)動機轉(zhuǎn)速瞬間急劇下降而低于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，造成發(fā)動機熄火。所以，沒有離合器，汽車將根本無法實現(xiàn)起步。在汽車行駛過程中，道路條件、交通狀況等客觀環(huán)境千變?nèi)f化。為了適應汽車行駛條件的變化，就需要經(jīng)常改變變速器的檔位，使汽車具有合適的驅(qū)動力和車速。在汽車緊急制動，如果沒有離合器，那么發(fā)動機因和傳動系剛性聯(lián)接，其轉(zhuǎn)速將急劇下降。此時，發(fā)動機會產(chǎn)生比發(fā)動機穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時輸出的動力大得多的慣性力，這個很大的慣性力作用于傳動系的各個零件，會使各個零件此時承受的載荷超過本身的承載能力而損壞零件。有了離合器，一旦發(fā)動機產(chǎn)生的慣性力超過離合器所能傳遞的最大動力，離合器的主、從動部分就會出現(xiàn)相對滑

12、磨，從而有效地防止了因傳動系過載而使傳動系零件損壞的現(xiàn)象發(fā)生。綜上所述，其主要功用是切斷和實現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以保證汽車起步時將發(fā)動機與傳動系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系各零件因過載而損壞，有效地降低傳動系中的振動和噪聲。1.2 離合器的發(fā)展在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功，它的原型設計曾裝在1889年德國戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車輪的小汽車上。它是將發(fā)動機飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世紀20年代中葉。錐形離合

13、器的摩擦材料是駱毛帶、皮革帶等。對當時來說，錐形離合器的制造比較簡單，摩擦面容易修復。那時還曾出現(xiàn)過蹄-鼓式離合器，其結(jié)構(gòu)有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。蹄-鼓式離合器用的摩擦元件是木塊、皮革帶等。蹄-鼓式離合器的重量較錐形離合器輕。無論錐形離合器或蹄-鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動件根本無法分離的自鎖現(xiàn)象?，F(xiàn)今所用的盤式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點是：汽車起步時離合器的接合比較平順，無沖擊。早期的設計中，多片按成對布置設計，一個鋼盤片對著一青銅盤片。采用純粹的金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達到更為滿意的性能。浸

14、在油中的盤片式離合器，盤子直徑不能太大，以避免在高速時把油甩掉。此外，油也容易把金屬盤片粘住，不易分離。但畢竟還是優(yōu)點大于缺點。因為在當時，許多其他離合器還在原創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)定。石棉基摩擦材料的引入和改進，使得盤片式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受更高的溫度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。20世紀20年代末，直到進入30年代時，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器。早期的單片干式離合器由與錐形離合器相似的問題，即離合器接合時不夠平順。但是，由于單片干式離合器結(jié)構(gòu)緊湊，散熱良好，轉(zhuǎn)動慣量小，所以以

15、內(nèi)燃機為動力的汽車經(jīng)常采用它，尤其是成功地開發(fā)了價格便宜的沖壓件離合器蓋以后更是如此。實際上早在1920年就出現(xiàn)了單片干式離合器，這和前面提到的發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關(guān)。但在那時相當一段時間內(nèi)，由于技術(shù)設計上的缺陷，造成了單片離合器在接合時不夠平順的問題。第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動盤金屬片上是沒有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動件飛輪和壓盤上的，彈簧布置在中央，通過杠桿放大后作用在壓盤上。后來改用多個直徑較小的彈簧，沿著圓周布置直接壓在壓盤上，成為現(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設計上帶來了實實在在的好處，使壓盤上的彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小了軸向尺寸。多年的實踐

16、經(jīng)驗和技術(shù)上的改進使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器，因為它具有從動部分轉(zhuǎn)動慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到接合盤式平順，因此現(xiàn)在廣泛采用于大、中、小類車型中。如今單片干式離合器在結(jié)構(gòu)設計方面相當完善。采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器的接合平順性。離合器從動盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動系統(tǒng)噪聲和載荷。隨著人們對汽車舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎上得到不斷改進，乘用車上愈來愈多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更好地降低傳動系的噪聲。對于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動機

17、功率不斷加大，但離合器允許加大尺寸的空間有限，離合器的使用條件越來越復雜，增加離合器傳扭能力，提高使用壽命，簡化操作，已成為重型離合器當前的發(fā)展趨勢。1.3 離合器的類型按照有關(guān)標準，離合器按離合方法分類有兩種：1. 操縱離合器離合器的接合與分離由外界操縱的稱為操縱離合器。包括機械操縱離合器、液動操縱離合器、氣動操縱離合器、電磁操縱離合器。磁粉離合器。嵌有環(huán)形勵磁線圈的電磁鐵與主動軸相聯(lián)接，用非磁性材料制成的外殼與從動軸相聯(lián)接，外殼與電磁鐵之間有很小的間隙，內(nèi)裝適量的導磁的鐵粉等混合物。當勵磁線圈通入電流時，產(chǎn)生磁場，鐵粉在磁場作用下被吸引聚集，將外殼和鐵心聯(lián)接起來，離合器處于接合狀態(tài)。當切斷

18、電流后，磁粉又恢復自由狀態(tài)，離合器就處于分離狀態(tài)。這種離合器的優(yōu)點是：接合平穩(wěn)，動作迅速，可遠距離利用電流操縱，結(jié)構(gòu)不很復雜。缺點是重量較大，需定時更換鐵粉。摩擦離合器。摩擦離合器中最簡單的稱為單盤摩擦離合器。摩擦盤固定在主動軸上，摩擦盤用導向平鍵與從動軸聯(lián)接。為了增大摩擦系數(shù)，在其中一個摩擦盤上固定摩擦片（用摩擦系數(shù)較大且耐磨性好的材料制成）。利用操縱機構(gòu)將摩擦盤向左推動并施加軸向壓力，使兩摩控制盤壓緊產(chǎn)生摩擦力以傳遞扭矩；將摩擦盤向右推動即可使離合器脫開。當傳遞很大扭矩時，則需摩擦盤直徑很大。因此，這種單摩擦副的離合器往往受外形尺寸的限制而不能采用。在傳遞大扭矩時，可采用多盤摩擦離合器。主

19、動軸與外殼相聯(lián)，從動軸與套筒相聯(lián)，外殼內(nèi)裝有一組摩擦片。這組摩擦片的外緣齒插入外殼的縱向凹槽中，隨外殼回轉(zhuǎn)。套筒上裝有另一組摩擦片，其花鍵內(nèi)孔與套筒上的花鍵聯(lián)接，既可沿套筒軸向滑動，亦可隨套筒回轉(zhuǎn)。兩組摩擦片是每片相間安裝的。工作時，通過操縱機構(gòu)撥動滑環(huán)向左移動，并通過壓緊板將兩組摩擦片壓緊，離合器處于接合狀態(tài)。當撥動滑環(huán)向右移動時，處于杠桿下方的彈簧迫使杠桿逆時針方向轉(zhuǎn)動，將壓緊板和兩組摩擦松開，離合器處于分離狀態(tài)。和牙嵌離合器相比，摩擦離合器的優(yōu)點是：兩軸可在有較大轉(zhuǎn)速差的情況下接合和分離；改變摩擦面間的壓力，就能調(diào)節(jié)從動軸的起動加速時間；接合時的沖擊振動很??；過載時將打滑，可保護其他零件

20、不受損壞。缺點是在接合和分離過程中，摩擦片面的相對滑動會造成發(fā)熱和磨損，需及時更換摩擦片。摩擦離合器適用于經(jīng)常起動、制動或經(jīng)常改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向的場合。 2. 自動離合器 在工作時能自動完成接合和分離的離合器，稱為自動離合器。若在工作時有防止系統(tǒng)過載作用即當傳遞的扭矩達到某一限定值時就能自動分離稱的離合器，稱為安全離合器。當軸的轉(zhuǎn)速達到某轉(zhuǎn)速時靠離心力能自行接合或超過某一轉(zhuǎn)速時靠離心力能自動分離的離合器，稱為離心離合器。根據(jù)主、從動軸間的相對速度差的不同以實現(xiàn)接合或分離的離合器，稱為超越離合器。1.4 離合器設計的設計要求離合器由主動部分-蓋總成和從動部分-從動盤總成組成。全套離合器應由兩部分

21、組成:離合器和離合器操縱。就摩擦式離合器本身而言,按其功能要求，結(jié)構(gòu)上應由下列幾部分組成:主動件、從動件、壓緊彈簧和分離杠桿。蓋總成通過螺栓安裝到發(fā)動機的飛輪上，飛輪和壓盤為主動件，發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩通過這兩個主動件輸入。飛輪和壓盤之間為從動盤總成，它作為從動件通過摩擦接受由主動件傳來的輸入扭矩，并通過其中間的從動盤花鍵輸出轉(zhuǎn)矩。壓緊彈簧通過壓盤把從動盤總成緊緊壓在飛輪上，形成工作壓力。當發(fā)動機帶動飛輪和壓盤一道旋轉(zhuǎn)時，通過壓盤上壓緊彈簧產(chǎn)生的工作壓力所形成的摩擦力，帶動從動盤總成旋轉(zhuǎn)，完成轉(zhuǎn)矩的輸出。摩擦式離合器結(jié)構(gòu)類型較多，且可有許多組合。離合器的結(jié)構(gòu)型式可以不相同，但在使用上它的基本要求是一致

22、的。為了保證離合器具有良好的工作性能，對汽車離合器設計提出如下基本要求：1)在任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備。2)接合時要平順柔和，以保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。3)分離時要迅速、徹底。4)離合器從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋時變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。5)應有足夠的吸熱能力和良好的通風散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長其使用壽命。6)應使傳動系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動、緩和沖擊和減小噪聲的能力。7)操縱輕便、準確，以減輕駕駛員的疲勞。8)作用在從動盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性

23、能。9)應有足夠的強度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、壽命長。10)結(jié)構(gòu)應簡單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。在設計離合器時，應根據(jù)車型的類別，使用要求制造條件以及“三化”（系列化、通用化、標準化）要求等，合理選擇離合器的結(jié)構(gòu)。在離合器結(jié)構(gòu)設計時必須綜合考慮以下幾點：1）保證離合器接合平順和分離徹底。要使離合器接合平順，就應使離合器在接合過程中壓緊力能平緩的增加，可根據(jù)離合器的類型采用各自的專門措施來保證。使離合器分離徹底也應根據(jù)離合器的不同類型采取專門措施。2）離合器從動部分和主動部分應具有各自的聯(lián)結(jié)形式和支承。離合器主動部分為飛輪，離合器蓋和壓盤，通常離合器蓋都用螺

24、釘固定在飛輪上，飛輪帶動離合器蓋和壓盤旋轉(zhuǎn)。離合器的從動部分由從動盤和離合器軸組成。從動盤與離合器軸通常用花鍵連接。從動盤與離合器軸裝配后應保證很好的垂直于主動件的軸線，以便離合器的分離徹底。3）離合器的軸向定位與軸承潤滑。離合器軸在安裝后應保持軸向定位，在拆卸時以便于從離合器中抽出。此外，離合器的支承軸承和分離軸承等都需要潤滑。4）運動零件的限位。為了保證離合器正常工作和對離合器準確操縱，運動零件需要很好的限位。當離合器處于接合位置時（經(jīng)常接合式），應使分離杠桿內(nèi)端與分離軸承之間穩(wěn)定地保持調(diào)好的間隙值。當離合器分離時，應使最大行程有限位。這由離合器的壓緊彈簧和分離軸承的回位彈簧給予保證。5）

25、離合器的調(diào)整。在經(jīng)常接合式離合器中，需要進行調(diào)整的是：分離杠桿與分離軸承之間的間隙值，目的是為了恢復踏板的自由行程。此外，還應調(diào)整各個分離杠桿的內(nèi)端使之處于離合器軸的同一垂直面內(nèi)，目的是為了分離離合器時能均勻拉開壓板，保證離合器分離徹底。以上各種調(diào)整，都應有具有調(diào)整后鎖住的結(jié)構(gòu)措施。對結(jié)構(gòu)設計的各項要求，在本設計中將全面地得到考慮，并采取相應的措施予以實現(xiàn)。本設計就是設計傳動裝置中的離合器在設計中對各種離合器類型進行分析探討，最后設計出膜片彈簧離合器。1.5 方案選擇目前大多數(shù)汽車都采用摩擦式離合器是因為其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強，維修方便。采用干式離合器是因為濕式離合器大多是多盤式離合器，用于需要

26、傳遞較大轉(zhuǎn)矩的離合器。而采用膜片彈簧離合器（如圖1.1）是因為膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點，如2.1.3所述。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列的優(yōu)點，并且制造膜片彈簧的工藝水平也在不斷地提高，因而這種離合器在轎車及微型、輕型客車上已得到廣泛的采用，而且逐漸擴展到重載貨汽車上。膜片彈簧離合器根據(jù)分離時分離指內(nèi)端的受力方向不同，可分為推式膜片彈簧離合器和拉式膜片彈簧離合器。當分離離合器時，分離指內(nèi)端受力方向指向壓盤時，稱為推式膜片彈簧離合器，當分離指內(nèi)端受力方向離開壓盤時，則稱為拉式膜片彈簧離合器。分析這兩種膜片彈簧離合器可知：在同樣壓盤尺寸下，拉式膜片彈簧離合器可采用直徑較大的膜片彈簧，從而可提高

27、壓緊力和轉(zhuǎn)矩容量；或者在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，尺寸較小的拉式膜片彈簧離合器可以替代尺寸較大的推式膜片彈簧離合器。因此，拉式膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)更緊湊、簡單，質(zhì)量更輕，從動盤轉(zhuǎn)動慣量也小，可以減小換擋時齒輪輪齒間的沖擊，更便于換擋。故本設計選擇拉式膜片彈簧離合器（如圖1.2）。拉式膜片彈簧離合器按安裝膜片彈簧的支承環(huán)數(shù)目不同，可分為無支承環(huán)式和單支承環(huán)式兩種。從動盤選擇單片式從動盤是因為其結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。壓盤驅(qū)動方式采用傳動片式是因為其沒有太明顯的缺點且簡化了結(jié)構(gòu)，降低了裝配要求又有利于壓盤定中。選擇拉式離合器是因為與推式相比拉式離合器取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個支承環(huán)，使其

28、結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更小等。綜上所述，本次設計選擇單片拉式膜片彈簧離合器。 圖1.1膜片彈簧離合器 圖1.2拉式膜片彈簧離合器2 膜片彈簧離合器的設計2.1 膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點2.1.1 膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)膜片彈簧離合總成由膜片彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動片和分離軸承總成等部分組成。1、離合器蓋離合器蓋一般為120或90旋轉(zhuǎn)對稱的板殼沖壓結(jié)構(gòu)，通過螺栓與飛輪聯(lián)結(jié)在一起。離合器蓋是離合器中結(jié)構(gòu)形狀比較復雜的承載構(gòu)件，壓緊彈簧的壓緊力最終都要由它來承受。2、膜片彈簧膜片彈簧是離合器中重要的壓緊元件，在其內(nèi)孔圓周表面上開有許多均布的長徑向槽，在槽的根部制成較大的長圓形或矩形

29、窗孔，可以穿過支承鉚釘，這部分稱之為分離指；從窗孔底部至彈簧外圓周的部分形狀像一個無底寬邊碟子，其截面為截圓錐形，稱之為碟簧部分。3、壓盤壓盤的結(jié)構(gòu)一般是環(huán)形盤狀鑄件，離合器通過壓盤與發(fā)動機緊密相連。壓盤靠近外圓周處有斷續(xù)的環(huán)狀支承凸臺，最外緣均布有三個或四個傳力凸耳。4、傳動片離合器接合時，飛輪驅(qū)動離合器蓋帶動壓盤一起轉(zhuǎn)動，并通過壓盤與從動盤摩擦片之間的摩擦力使從動盤轉(zhuǎn)動；在離合器分離時，壓盤相對于離合器蓋作自由軸向移動，使從動盤松開。這些動作均由傳動片完成。傳動片的兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接，一般采用周向布置。在離合器接合時，離合器蓋通過它來驅(qū)動壓盤共同旋轉(zhuǎn)；在離合器分離時，

30、可利用它的彈性恢復力來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。5、分離軸承總成分離軸承總成由分離軸承、分離套筒等組成。分離軸承在工作時主要承受軸向分離力，同時還承受在高速旋轉(zhuǎn)時離心力作用下的徑向力。目前國產(chǎn)的汽車中多使用角接觸推力球軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鏗基潤滑脂，其端面形狀與分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平面時采用球形端面，舌尖部為弧形面時采用平端面或凹弧形端面。2.1.2 膜片彈簧離合器的工作原理由圖1.1可知，離合器蓋1與發(fā)動機飛輪用螺栓緊固在一起，當膜片彈簧3被預加壓緊，離合器處于接合位置時，由于膜片彈簧大端對壓盤5的壓緊力，使得壓盤與從動盤6摩擦片之間產(chǎn)生摩擦力。當離合器蓋總成隨飛輪轉(zhuǎn)

31、動時(構(gòu)成離合器主動部分)，就通過摩擦片上的摩擦轉(zhuǎn)矩帶動從動盤總成和變速器一起轉(zhuǎn)動以傳遞發(fā)動機動力（1）接合位置 （2）分離位置1-蓋;2-支承環(huán);3-膜片彈簧;4-支承鉚釘;5-壓盤;6-摩擦片;7-波形片;8-鋼片;9-減振彈簧;10-花鍵軸套;11-蓋板圖2.1膜片彈簧離合器的工作原理圖要分離離合器時，將離合器踏板8踏下，通過操縱機構(gòu)，使分離軸承總成7前移推動膜片彈簧分離指，使膜片彈簧呈反錐形變形，其大端離開壓盤，壓盤在傳動片的彈力作用下離開摩擦片，使從動盤總成處于分離位置，切斷了發(fā)動機動力的傳遞。2.1.3 膜片彈簧離合器的優(yōu)點膜片彈簧離合器與其他形式離合器相比，具有一系列優(yōu)點：1）膜

32、片彈簧離合器轉(zhuǎn)矩容量大，比螺旋彈簧離合器大15%左右，且較穩(wěn)定；2）操縱輕便，比螺旋彈簧離合器所需作用力減少約25%30%；3）結(jié)構(gòu)簡單且較緊湊；膜片彈簧的碟簧部分起壓緊彈簧作用，而分離指則起分離杠桿作用，這樣，膜片彈簧不僅取代了周布螺旋彈簧離合器中的多個螺旋彈簧，而且也省去了多組分離杠桿裝置，零件數(shù)目減少，質(zhì)量也減輕。在滿足相同壓緊力情況下，膜片彈簧的軸向尺寸較螺旋彈簧小，在有限的空間內(nèi)便于布置，使離合器的結(jié)構(gòu)更為緊密。4）高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；5）散熱通風性能好，使用壽命長；6）膜片彈簧離合器具有較理想的非線性彈性特性；7）膜片彈簧以整個圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻

33、，摩擦片接觸良好，磨損均勻；8）膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。2.2 離合器基本尺寸參數(shù)選擇2.2.1 離合器基本性能關(guān)系式摩擦片或從動盤的外徑是離合器的重要參數(shù)，它對離合器的輪廓尺寸有決定性的影響，并根據(jù)離合器能全部傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩來選擇。為了能可靠地傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，離合器的靜摩擦力矩應大于發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，而離合器傳遞的摩擦力矩又決定于其摩擦面數(shù)z、摩擦系數(shù)f、作用在摩擦面上的總壓緊力與摩擦片平均摩擦半徑，即 （式2.1）式中：離合器的后備系數(shù)，見表2.1。本設計是一般轎車查表2-1選擇=1.5。摩擦系數(shù)，計算時一般取0.250.30，取=0.3。因為該設計為一般轎車和可

34、由表4-3離合器尺寸選擇參數(shù)表選擇，可知取190，=d/2=125mm表2-1后備系數(shù)表車 型轎車 輕型貨車中、重型貨車越野車 牽引車后備系數(shù)1.301.751.602.252.03.52.2.2 后備系數(shù)的選擇后備系數(shù)是離合器設計時用到的一個重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇時，應考慮以下幾點：1)摩擦片在使用中磨損后，離合器還應能可靠地傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩2)要防止離合器滑動磨擦過大3)要能防止傳動系過載離合器的后備系數(shù)選擇時應考慮摩擦片磨損后仍能傳遞及避免起步時滑磨時間過長；同時應考慮防止傳動系過載及操縱輕便等。各種車的后備系數(shù)選擇如表2-1所示。本設計應綜合考慮

35、的主要方面為：離合器所承受的發(fā)動機的最大力矩應小于離合器的額定摩擦力矩，否則離合器將會嚴重損壞且汽車不能正常行駛。2.3 本章小結(jié)本章對膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)、工作原理及優(yōu)點進行了詳細的分析，并對其基本尺寸，, ，進行了選擇。為下一步計算提供了基本依據(jù)。故本章也是本設計不可缺少的重要環(huán)節(jié)。3 主動部分-蓋總成設計3.1 壓盤設計3.1.1 壓盤參數(shù)的選擇和校核壓盤（如圖3.1）形狀較復雜，要求傳熱性好、具有較高的摩擦系數(shù)及耐磨。故通常由灰鑄鐵ht200鑄成，金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度hb170227。另外可添加少量金屬元素(如鎳、鐵、錳合金等)以增強其機械強度。壓盤是離合器的主動部分，在傳遞發(fā)動機

36、扭矩時，它和飛輪一起帶動從動盤轉(zhuǎn)動，所以它必須和飛輪連接在一起，但這種連接方式應允許壓盤在離合器分離過程中應能自由的做軸向運動。壓盤、飛輪及離合器蓋連接在一起，起定心、傳扭等作用。在離合器接合和分離時，壓盤和中間壓盤能在銷子上沿軸線方向自由移動，保證離合器平順及分離徹底。圖3.1 壓盤壓盤的結(jié)構(gòu)形狀除與傳力方式有關(guān)外，還與壓緊方式和分離方式有關(guān)。離合器壓盤的分離由分離杠桿和分離桿螺釘來實現(xiàn)。離合器壓盤及中間壓盤的厚度確定的依據(jù)主要有一下幾點：1)壓盤應具有較大的質(zhì)量以增大熱容量、減小溫升，防止其產(chǎn)生裂紋和破碎，有時可設置各種形狀的散熱肋或鼓風肋，或在壓盤體內(nèi)鑄出導風槽以幫助散熱通風。此外還可采

37、用傳熱系數(shù)較大的鋁合金壓盤。2)壓盤應具有較大的剛度，使壓緊力在摩擦面上的壓力分布均勻并減小受熱后的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊以及與離合器的徹底分離。鑒于以上原因，壓盤（特別是中間壓盤）一般都做得比較厚，一般不小于15mm。若溫升過高，可適當增加壓盤及中間壓盤的厚度。3)與飛輪應保持良好的對中，并要進行靜平衡。4)壓盤高度尺寸(從承壓點到摩擦面的距離)公差要小。壓盤的厚度初步確定后，應校核離合器一次接合的溫升不應超過810溫升t的校核按式為： （式3.1）式中：t為壓盤溫升(oc)為傳到壓盤的熱量所占的比例，單片離合器壓盤：=0.50；對雙片離合器壓盤：=0.25；中間壓盤：=0.50

38、。m壓盤的質(zhì)量，kg；c壓盤的比熱容，鑄鐵的比熱容為oc)；w滑磨功，j；若溫升過高，可適當增加壓盤的厚度。壓盤單件的平衡精度應不低于1520gcm。選擇壓盤厚度為20mm，外徑255mm，內(nèi)徑150mm。代入公式（3.1）進行校核計算，t=6.732 oc符合標準。壓盤通常采用灰鑄鐵，一般采用ht200、ht250、ht300，也有少數(shù)采用合金鑄件。應注重該材料的強度、金相和硬度等，以滿足使用性能及安全的需要。壓盤的機械加工一般經(jīng)過粗車、精車等多次加工完成。目前普遍采用數(shù)控車床加工。成品必須經(jīng)過嚴格的檢測，以確保支承山的直徑和形狀；同時必須校正零件的平衡量；裝配前，成品還需探傷及表面防銹處理

39、。3.2 離合器蓋設計離合器蓋（如圖3.2）一般都和飛輪固定在一起，通過它傳遞發(fā)動機的一部分扭矩。此外，它還是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支承殼體。離合器蓋一般為120或90旋轉(zhuǎn)對稱的板殼沖壓結(jié)構(gòu)，通過螺栓與飛輪聯(lián)結(jié)在一起。圖3.2 離合器蓋離合器的蓋材料一般采用低碳深拉延鋼板（重型汽車離合器也有使用鑄件）。蓋一般通過落料沖孔、拉伸、整形、沖孔切邊、精沖等工序加工而成，其沖壓流程如圖3.3所示：圖3.3 離合器蓋沖壓流程蓋的沖壓加工一般使用大噸位的壓力機,先進的加工方法是在一臺壓力機上使用多工位級進模來完成一系列沖壓工序。質(zhì)量上重要的是要保證安裝面的平度、支承面的平行度及定位孔的位置度。離合器蓋

40、是離合器中結(jié)構(gòu)形狀比較復雜的承載構(gòu)件，壓緊彈簧的壓緊力最終都要由它來承受。因此，在設計中應特別注意一下幾個問題：1)應具有足夠的剛度。離合器蓋的剛度不夠，會產(chǎn)生較大變形，這不僅會影響操縱系統(tǒng)的傳動效率，還可能導致分離不徹底、引起摩擦片早期磨損，甚至使變速器換檔困難。為此可采取如下措施：適當增大蓋的板厚，一般為2.55.0mm；在蓋上沖制加強肋或在蓋內(nèi)圓周處翻邊；尺寸大的離合器蓋可改用鑄鐵鑄造。2)應與飛輪保持良好的對中，以免影響總成的平衡和正常的工作。對中方式采用定位銷或定位螺栓，也可采用止口對中。3) 由于摩擦片易磨損且摩擦表面溫度過高，為了通風散熱和清除摩擦片的磨損粉末，在保證剛度的前提下

41、，可在離合器蓋上設置循環(huán)氣流的入口和出口，甚至將蓋設計成帶有鼓風葉片的結(jié)構(gòu)或在蓋上加設通風扇片等，用以鼓風。4)蓋的膜片彈簧支承處應具有高的尺寸精度。中、輕型貨車及轎車的離合器蓋一般用08f、08al、08鋼等低碳鋼板，重型汽車則常用鑄鐵件或鋁合金壓鑄件。3.3 傳動片設計傳動片的作用是在離合器接合時，離合器蓋通過它來驅(qū)動壓盤共同旋轉(zhuǎn)，分離時，又可利用它的彈性來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。由于各傳動片沿圓周均勻分布，它們的變形不會影響到壓盤的對中性和離合器的平衡。傳動片常用34組，每組24片，每片厚度為0510mm，一般由彈簧鋼帶65mn制成。壓盤與飛輪通過彈性傳動片連接時，則傳動片應進行

42、拉伸應力的強度校核，若通過凸塊-窗孔、傳力銷或鍵連接時，則應進行擠壓應力的強度校核： （式3.2）式中：考慮發(fā)動機轉(zhuǎn)矩分配到壓盤上的比例系數(shù)，單片離合器??；力的作用半徑(見圖3.4)，m；工作元件(例凸塊-窗孔、傳動銷、鍵)的數(shù)目，這里取3組每組4片；接觸面積，mm2。這里取長為65mm，寬為20mm，所以=1300mm2。計算得=15.22符合標準。對于分離杠桿裝置的結(jié)構(gòu)設計要求：1)分離杠桿應具有較大的彎曲剛度，以免分離時桿件彎曲變形過大，減小了壓盤行程，使分離不徹底。2)應使分離杠桿支承機構(gòu)與壓盤的驅(qū)動機構(gòu)在運動上不發(fā)生干涉。3)分離杠桿內(nèi)端高度應能調(diào)整，使各內(nèi)端位于平行于壓盤的同一平面

43、，其高度差不大于0.2mm。4)分離杠桿的支承處應采用滾針軸承、滾銷或刀口支承，以減小摩擦和磨損。5)應避免在高速旋轉(zhuǎn)時因分離杠桿的離心力作用而降低壓緊力。6)為了提高通風散熱能力，應將分離杠桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風。分離杠桿主要有鋼板沖壓和鍛造成形兩種生產(chǎn)方式。支承環(huán)和支承鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性要好。支承環(huán)一般采用3.04.0mm的碳素彈簧鋼絲。1-傳力裝置；2-分離杠桿中間支承；3-支承叉；4-調(diào)整螺母圖3.4 壓盤及分離杠桿計算用圖3.4 本章小結(jié)本章對離合器主動件進行了設計、計算、選擇及校核。主動件包括離合器蓋、壓盤等。這些部件都是給離合器傳遞扭矩的部件，他們共同的特點是

44、都有良好的散熱能力，都能有效的把在主動部分的熱量傳遞出去。這些部件總成都是符合標準的部件，經(jīng)過嚴格的校核計算，可以符合使用的標準，滿足使用的需要。4 從動部分-從動盤總成設計從動盤是由從動鋼片固定在從動剛處上的摩擦片、從動盤轂、從動片和扭轉(zhuǎn)減振器等組成的。設計從動盤時一般應滿足一下幾個方面的要求：1)轉(zhuǎn)動慣量應盡量小，以減小變速器換擋時輪齒間的沖擊。2)應具有軸向彈性，使離合器接合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻，減小磨損。3)應裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動系共振，并緩和沖擊。為了使從動盤具有軸向彈性，常用的方法有：1)在從動盤上開“t”形槽，外緣形成許多扇形，并將扇形部分沖壓成依次向不同方向

45、彎曲的波浪形。兩側(cè)的摩擦片則分別鉚在每相隔一個的扇形上?！皌”形槽還可以減小由于摩擦發(fā)熱而引起的從動片翹曲變形。這種結(jié)構(gòu)主要應用在貨車上。2)將扇形波形片的左、右凸起段分別與左、右側(cè)摩擦片鉚接。由于波形片比從動片薄，故這種結(jié)構(gòu)軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動慣量較小，適宜于高速旋轉(zhuǎn)，主要應用于轎車和輕型貨車。3)利用階梯形鉚釘桿的細段將成對波形片的左片鉚在左側(cè)摩擦片上，并交替地把右片鉚在右側(cè)摩擦片上。這種結(jié)構(gòu)彈性行程大，彈性特性較理想，可使汽車起步極為平順。它主要應用于中、高級轎車。4)將靠近飛輪的左側(cè)摩擦片直接鉚合在從動片上，只在靠近壓盤側(cè)的從動片鉚有波形片，右側(cè)摩擦片用鉚釘與波形片鉚合。這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動慣量

46、大，但強度較高，傳遞轉(zhuǎn)矩能力大，主要應用于貨車上，尤其是重型貨車。4.1 摩擦片設計4.1.1 摩擦片的材料選擇摩擦片的工作環(huán)境是比較惡劣的，它在離合器接合過程中將遭到嚴重的滑磨，在相對很短的時間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱。為了保證它能長期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的使用條件，摩擦片綜合性能應滿足一下幾個方面的要求：1、在工作時有相對較高的摩擦系數(shù)且較穩(wěn)定。工作溫度、單位壓力、滑磨速度的變化對其影響要小，在整個工作壽命期內(nèi)應維持其摩擦特性，不希望出現(xiàn)摩擦系數(shù)衰退現(xiàn)象；2、在短時間內(nèi)能吸收相對高的能量，有足夠的機械強度且有好的耐磨性能；3、密度要小，以減小從動盤轉(zhuǎn)動慣量，材料加工性能良好；4、熱穩(wěn)定性要好，在高溫

47、下分離出的粘合劑少，無味，不易燒焦；5、能承受較高的壓盤作用載荷，在離合器接合過程中表現(xiàn)出良好的性能；6、在傳遞發(fā)動機轉(zhuǎn)矩時，有足夠的剪切強度，能抵抗高轉(zhuǎn)速下大的離心力載荷而不破壞；7、在整個正常工作溫度范圍內(nèi)，和對偶材料壓盤、飛輪等有良好的兼容摩擦性能。摩擦副對偶面有高度的溶污性能，不易影響它們的摩擦作用；8磨合性能好，不致刮傷飛輪和壓盤表面。接合時應平順而不產(chǎn)生“咬合”或“抖動”現(xiàn)象；9、長期停放后，摩擦面間不發(fā)生“粘著”現(xiàn)象；10具有良好的性價比，不會污染環(huán)境。離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屬陶瓷摩擦材料，其摩擦因數(shù)f的取值范圍如表4-1所示。表4-1 摩擦

48、材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍摩 擦 材 料摩擦因數(shù)石棉基材料模壓0.200.25編織0.250.35粉末冶金材料銅基0.250.35鐵基0.350.50金屬陶瓷材料0.701.50石棉基摩擦材料具有摩擦因數(shù)較高(大約為0.30.45)、密度較小、制造容易、價格低廉等優(yōu)點。但是它的性能不夠穩(wěn)定，摩擦因數(shù)受工作溫度、單位壓力、滑磨速度的影響大，目前主要應用于中、輕型貨車中。此外，石棉在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境有污染，對人體有害，所以現(xiàn)在正以玻璃纖維、金屬纖維等來替代石棉纖維。粉末冶金和金屬陶瓷摩擦材料具有傳熱性好、熱穩(wěn)定性與耐磨性好、摩擦因數(shù)較高且穩(wěn)定、能承受的單位壓力較高以及壽命較長等優(yōu)點，但價格較

49、貴，密度較大，接合平順性較差，主要用于重型汽車上。本設計離合器摩擦片選用金屬陶瓷材料。它是由金屬機體、陶瓷成分和潤滑劑組成的一種多元復合材料。金屬基體的主要作用是以機體接合方式將陶瓷成分和潤滑劑保持其中，形成具有一定機械強度的整體；陶瓷組分主要起摩擦劑作用；而潤滑劑組分則主要起提高材料抗咬合性和抗戰(zhàn)粘性的潤滑作用，并使摩擦副工作平穩(wěn)。潤滑劑組分和陶瓷組分一起共同形成金屬陶瓷摩擦磨損性能調(diào)節(jié)劑。這種材料能和好的的完成上邊提到的各種要求，所以選擇這種材料。離合器摩擦片的單位壓力對離合器工作性能和使用壽命有很大影響，選取時應考慮離合器的工作條件，發(fā)動機后備功率大小，摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)

50、等因素。離合器使用頻繁，發(fā)動機后備系數(shù)較小時，應取小些；當摩擦片外徑較大時，為了降低摩擦片外緣處的熱負荷，應取小些；后備系數(shù)較大時，可適當增大。當摩擦片采用不同材料時，按表4-2的取值范圍選?。罕?-2 摩擦片單位壓力p的取值范圍摩擦片材料單位壓力p/mpa石棉基材料模壓0.150.25編織0.250.35粉末冶金材料銅基0.350.50鐵基金屬陶瓷材料0.701.504.1.2 摩擦片外徑的確定摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。顯然，傳遞大的轉(zhuǎn)矩，就需要大的尺寸。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩是重要的參數(shù)，當按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩來確定d時，可以

51、查表4-3來確定摩擦片外徑d的尺寸。表4-3離合器尺寸選擇參數(shù)表摩擦片外徑d/mm發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩te max/nm單片離合器雙片離合器重負荷中等負荷極限值2251301501702501702002302802402803203002603103603253203804503504104805503805106007004106207208304303506808009304503808209501100表4-4給出了離合器摩擦片的尺寸系列和參數(shù)，并由此確定內(nèi)徑、厚度從而得出單位面積受到的壓力。另外，所選的尺寸d應符合有關(guān)標準(jb1457-74)的規(guī)定，其最大圓周速度不超過6570m/s。表

52、4-4離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)外徑內(nèi)徑厚度內(nèi)外徑之比d/d單位面積f/mm21601103.20.687106001801253.50.694132002001403.50.700160002251503.50.667221002501553.50.620302002801653.50.589402003001753.50.583466003251903.50.5855460035019540.5576780038020540.54072900根據(jù)發(fā)動機參數(shù)該車型發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩為190nm及表2.1可查出本車將使用單片式離合器，且離合器摩擦片外徑為250mm。再查表2.3即可得到摩擦片的具體

53、參數(shù)，如下：摩擦片外徑d=250mm摩擦片內(nèi)徑d=155mm摩擦片厚度h=3.5mm摩擦片內(nèi)外徑比d/d=0.62單面面積f=30200mm24.2 從動盤轂設計從動盤轂的花鍵孔與變速器第一軸前端的花鍵軸動配合相聯(lián)接且以矩形花鍵的齒側(cè)定心，以便從動盤轂能作軸向移動。花鍵的結(jié)構(gòu)尺寸可根據(jù)從動盤外徑和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩按gb1144-74選取(見表4-5)。從動盤轂花鍵孔的鍵齒有效長度約為花鍵外徑尺寸的(1.01. 4)倍(上限用于工作條件惡劣的離合器)，以保證從動盤轂沿軸向移動時不產(chǎn)生偏斜。表4-5 gb1144-74從動盤外徑d/mm發(fā)動機轉(zhuǎn)矩/nm花鍵齒數(shù)n花鍵外徑d/mm花鍵內(nèi)徑d/mm鍵齒寬b/mm有效齒長l/mm擠壓應力/mpa16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.238060010403255515.241072010453