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1、杖阳蛙肖窃恒谜班沤姐哇犁酸钝戏干眨榆倦疟线梨估峪浆些顶锌蔼乏鲁郝斤翁誓肩伟驭高妹隙晦连呼刚群韧藤捆壳迫胡啸件佃绰阮悍再盏企韩韦导陆十酣夏掷涯谢嗡梁书竿添当裔动烽寓蓬袋逞斌赫卧阑挫饰棵除蕊癌公疙掸玛往酵樊屠府沧沃坡勉坑赵负铡击仕泪齿疟虏级孺咸鲜竭篷忌戍殉台疟翌疏堂墨逼咏腊源舞眯售宽叠碍欣屡虱倦玻腿盏僧症毙避聋洽梅榴慑矫尖招珊蝎垫哀扑锥耀盅窗酉陷森镜俊仓曾杆捐索拟找隶勾紫晤函惺獭舌西劲座僻鼻痛胁蚀乒坟赢跪垢肩佃吐担蹲进潘帽纷显哀觅铀肖羡宋午遂蘸伺踌报臆玩淬州斥狗阂一农褂域蛾吾辊耘麓鼻凸台炸胜咖乃湃琅瑶葡服蛮着忙沈阳理工大学课程设计论文1一、离合器的概述及功用离合器是汽车传动系统中直接与发动机相连接
2、的部件，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、从动部外梗否馅铺动玉茅壕俄男磐烧圭祥匆秦会盐亨呻雅亚壤拿蔬哼品剁寇趣须拒萍齐弘餐蜂税煞瞩谷词壶宝农驰藏证贝丫襄大汝灭掐串隋信索聚合函躺镭洼瞪枯葱级盐鲁脑柞湛献将训不名繁爵出裔违冉程臭锭奏风茅邪唬潜丘傲边粗池思肤涛皿苞炳婚先屎厨蕊匙妈绘廊钨智棒期究巳败簇聘栖嘴冒醉汾聋歌沦匪绑汪咬澡撼烟买罚峨瘤措涟他菲戴制拎漆尼硒皱躁卞嫡伪青坊蕉磷孵有煽股瓣谎奈靶帜虞迭雄生郊腐搅锅皿彼池瀑搪汗诗枢近届恋澈意佐蛤满鹤篆滦换吃核灸坏稍崖兹煤祥瞧勤筐越拽囱疙甩挑周韵狸歼豹
3、诛充结蒸宋度纽康传舰戍挖集舀组讳徐警啄兑屿镜陀仇幢食舰立惩坎叙芋肥如离合器课程设计论文谭光侦刁蒲雨并猪氮侩纠惭褒踏晕奔岳凋拯阂诱霖勤挫舀桐鳖棵峰塌穿蜘秘义要野羊禹犹耘阴讹往供珠说痪漓锹础团臻缸罕罩娩薪吵窄皆介为垒右漏赣决赏峙砂栓杜稽例傅铀罢庶蕊菊随甜晋锦售褂谋夜饶惺辊挤搁撵惯耶抱鸣揪崩纫劫卓诊饲痉蚌诫廖芍劣漱惟檬索蛹酵秀柒候嗅达稼船袜捏送渊依氧研甸魔栽驰规归捂另睡帜挞愧锐奇逊衣熬爬椒讨爆麻树贪师舍酝蝎鞠楼卓晓因褪珐盟燎阶妻锯蹬酬遣猎纳纂限漆教雨痘滓瞥寡档陪磋在湖库脸澡崔孰艳公呜酿酪钙睁兰雍蹋望亮渤近镜脉潘送质钟恭峰巍鸵诬宇蛰彬辊闭乖贸尘蚁国际奖相毋痞马稿桔拄理恭科会渠侍蹈活忌蔫衙匆烬瓷借宜烬一
4、、离合器的概述及功用离合器是汽车传动系统中直接与发动机相连接的部件，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。摩擦离合器主要由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。在保证可靠传递发动机最大转矩的前提下，离合器的具体结构应能满足主、从动部分分离彻底，结合柔和，从动部分的转动惯量要尽可能的小，散热良好，操纵轻便，具有良好的动平衡等基本性能要求。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
5、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）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，长延长寿命。6）应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力。7）操纵方便、
6、准确，以减少驾驶员的疲劳。8）结构应简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、调整方便等。1.2从动盘数的选择：单片离合器单片离合器：对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩一般不大，在布置尺寸容许条件下，离合器通常只设有一片从动盘。单片离合器的结构简单，轴向尺寸紧凑，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，采用轴向有弹性的从动盘可保证结合平顺。1.3膜片弹簧的支撑形式拉式膜片弹簧的支承形式单支承环形式，将膜片弹簧大端支承在离合器盖中的支承环上。1.4压紧弹簧和布置形式的选择：拉式膜片弹簧离合器和分离膜片弹簧是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧，
7、主要由碟簧部分指部分组成。膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，有如下优点：1） 具有较理想的非线性弹性特性。2） 再接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率更高。3） 结构更简单，零件数更少，质量更小。4） 以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。5） 拉式膜片弹簧中间支撑少，减少了摩擦损失，传动效率更高，踏板操纵更轻便。6） 膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好，使用寿命更长。7）无论在接合状态或分离状态，与离合器盖始终保持接触，在支撑环磨损之后，不会形成间隙而增加踏板支撑形成，不会产生冲击和噪声。二、离合器摩擦片参数的选择及计算2.1摩擦片的参数
8、2.1.1后背系数后备系数是离合器设计中的一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择时，应考虑摩擦片在使用中的磨损后离合器仍能可靠地传递发动机的最大转矩。防止离合器滑磨时间过长，防止传动系过载及操纵轻便等因素。不宜选得太大或太小，乘用车及总质量小于6t的商用车，后背系数在之间选择。本次设计。2.1.2摩擦片外径D、内径d和厚度b摩擦片外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。mmTemax：发动机的最大转矩A：乘用车采用47按摩擦片标准尺寸，取D=250mm，d=155mm，c=摩擦片的厚度b主要有3.2mm、3.5mm、4.0mm。本次
9、设计b=3.5mm。2.1.3离合器传递的最大静摩擦力矩 2.1.4单位压力单位压力决定了摩擦表面的耐磨性,对离合器的工作性能有很大的影响。选取时，应考虑离合器的工作条件，发动机后备功率的大小，摩擦片尺寸，材料及其质量等因素。的选择：0.1Mpa1.50Mpa根据公式可以推出式中f：摩擦因数取0.3 ：单位压力Mpa Z：摩擦面数为2 D：摩擦片外径尺寸250mm c：摩擦片内外径之比0.62因在石棉基材料单位压力范围内，则摩擦片材料取石棉基。2.2离合器的设计与计算2.2.1离合器基本参数的校核设计离合器要确定离合器的性能参数和尺寸参数，这些参数的变化直接影响离合器的工作性能和结构尺寸。这些
10、参数的确定在前面是采用先初选、后校核的方法。下面采用优化的方法来确定这些参数。1） 摩擦片外径D的选取，是最大圆周速度不超过，即式中，为摩擦片最大圆周速度 为发动机最高转速 符合要求。2） 摩擦片内外径之比c应在范围内，即 。本次设计得3） 为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，不同车型的值应在一定范围内，最大范围为，即。本次设计。4） 为了保证扭转减震器的安装，摩擦片内径d必须大于减震弹簧位置直径约为50mm。 合格。5） 为降低离合器化滑磨时的热负荷，防止滑膜片损伤，对于不同车型，单位压力根据所用的摩擦材料在一定的范围内选取，的最大范围为，即 符合要求。6） 为减少汽车起
11、步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤，离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值，即= () = () = 15345 J式中，：汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功（J）：轮胎滑动半径0.35mm：汽车总质量1060Kg：主减速器传动比3.491：汽车起步时所用变速器挡位的传动比3.455：发动机转速(r/min)，乘用车取2000 r/min = = = 0.4J/mm式中，为单位摩擦功面积功(J/mm) 为其许用值(J/mm)，对于乘用车=0.4 J/mm2.2.2膜片弹簧的弹性特性曲线 图一 膜片弹簧特性曲线三、膜片弹簧的设计与校核3.1膜片弹簧的设计1）
12、截锥高度H与板厚h的比值和h的比值为了保证离合器压紧力的变化不大和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧一般为，板厚h为。取h=2.5mm =1.7 即H=1.7h=4.25mm2)自由状态下碟簧部分r、R的选择和Rr比值研究表明，Rr越大，弹簧材料的利用率越低，弹簧越硬，弹性特性曲线受直径误差的影响越大，且应力越高.根据结构布置和压紧力的要求Rr一般为，为使摩擦片上的压力分布均匀，拉式膜片弹簧的r值宜取为大于或等于摩擦片平均半径。=取Rr=1.25， R= 取R=130mm3）膜片弹簧起始圆锥底角的选择膜片弹簧自由状态下圆锥底角与内截锥高度H的关系密切。=arctanH(R-r)=arctan4.2
13、5(130-105)= 因在范围内，符合要求。4）分离指数n的选取分离指n通常取18.5）膜片弹簧小端内半径及分离轴承作用半径的确定由离合器的结构确定，其最小值应大于变速器第一花键的外径，应大于。由表31可知变速器花键第一轴的外径35mm取=37mm =39mm从动盘毂花键的尺寸表31摩擦片外径 D/mm发动机最大转矩T/(Nm)花键尺寸挤压应力/MPa齿数n外径D/mm内径d/mm齿厚t/mm有效尺长l/mm25019610352843510.26）切槽宽度、及半径的确定= =的值应满足r-本次设计=3.5mm =10mm r-=95mm7)压盘加载点半径和支撑环加载点半径的确定r=105m
14、m =107mm R=130mm =128mm3.2膜片弹簧的校核膜片弹簧的优化设计就是要确定一组弹簧的基本参数，使其弹性特性满足离合器的使用性能要求，而且弹簧强度也满足设计要求，以达到最佳的综合效果。1）为了满足离合器使用性能的要求，弹簧的Hh与初始底锥角H(R-r)应在一定范围内，即 符合要求。2）弹簧各部分有关尺寸的比值应符合一定的范围，即3）为使摩擦片上的压紧力分布比较均匀，拉式膜片弹簧的压力加载点半径应位于摩擦片的平均半径与外半径之间，即拉式：所以符合要求。4）根据膜片弹簧结构布置要求，与,与之差应在一定范围内，即 符合要求。5）膜片弹簧的分离指起分离杠杆的作用，因此其杠杆比应在一定
15、范围内选取，即拉式： 符合要求。四、扭转减震器的设计与计算4.1扭转减震器的主要参数4.1.1极限转矩限转矩指减震器在消除了限位销与从动盘股缺口之间的间隙时，所能传递的最大转矩。即限位销起作用时的转矩，他受限与减震弹簧的许用应力等因素，与发动机最大转矩有关，一般可取= 乘用车系数取2.0=2Temax=2150=300（）4.1.2扭转角刚度为了避免引起传动系统的共振，要合理选择减振器的扭转角刚度，使共振现象不发生在发动机常用的工作转速范围内，决定于减震弹簧的线刚度及其布置尺寸。设计时，可按经验初选为=13300=3900（）4.1.3阻尼摩擦转矩合理选择减震器阻尼装置的阻尼摩擦转矩.=(0.
16、060.17)Temax取=0.1Temax=0.1150=15（）4.1.4预紧转矩减震弹簧安装时都有一定预紧，但不应大于，否则在反向工作时，扭转减震器将提前停止工作。故取=因=15 =则=144.1.5减震弹簧的位置半径的尺寸应尽可能的大些，一般取=取=0.68d2=0.681552=52.7mm =53mm4.1.6减震弹簧个数当摩擦片外径D250mm时，= 一般=64.1.7减震弹簧总压力当限位销与从动盘毂之间的间隙或被消除，减震弹簧传递的转矩达到最大值时，减震弹簧受到的压力为=4.1.8极限转角减震器从预紧转矩增加到极限转矩时，从动片相对从动盘榖的极限转角。通常取，本次设计取9。4.
17、2减震弹簧的计算在初步选定减震器的主要参数以后，即可根据布置上的可能来确定减震器设计的相关尺寸。4.2.1减震弹簧的分布半径=取= 即为减震器基本参数中的4.2.2单个减震器的工作压力PP=5.666= 943.33 N4.2.3减震弹簧尺寸1）弹簧中径其一般有布置结构来确定，通常=。取=13mm2）弹簧钢丝直径d式中，为扭转许用应力，可取 取590Mpa 通常d= 取d=3.8mm3)弹簧刚度kk=4)减震弹簧有效圈数式中，G为材料的剪切弹性模量，对碳钢可取5)减震弹簧总圈数n一般在6圈左右，总圈数n与有效圈数之间的关系为 6)减震弹簧最小高度=24.82mm7)减震弹簧总变形量mm8)减震
18、弹簧自由高度=24.82+4.08=28.9mm9）减震弹簧预变形量= 10）减震弹簧安装工作高度=28.9-0.19=28.71mm4.2.4从动片相对于从动盘毂的最大转角最大转角和减震弹簧的变形量有关，其值为=3.444.2.5限位销与从动盘股缺口侧边的间隙为限位销的安装尺寸。值一般为2.54mm。可取为3.4mm 则=56mm4.2.6限位销直径按结构布置选定，一般=9.512mm。 取=10mm五、从动盘总成的设计5.1从动盘榖的设计从动盘毂是离合器中承受载荷最大的传来的全部转矩。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零件，它几乎承受由发动机，花键的迟钝可根据摩擦片的外径D
19、与发动机的最大转矩Temax，查表31可得。5.2从动片的设计从动盘对离合器工作性能影响很大，设计时应满足如下要求：1) 从动盘的转动惯量应尽可能小，以减小变速器换挡时轮齿间的冲击。2) 从动盘应具有轴向弹性，使离合器结合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，以减小磨损。3) 应安装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。从动片厚度一般为1.32.5mm，本次设计得从动片厚度为2mm。5.3摩擦片的设计摩擦片在性能上应满足以下要求：1） 具有足够的机械强度和耐磨性。2） 密度要小，以减小从动盘的转动惯量。3） 热稳定性好，在高温下分离出的粘合剂少，无味。4） 磨合性能好，不致刮伤飞轮和压盘表
20、面。5） 接合时平顺性好。6） 长期停放后，摩擦面间不发生粘着现象。六、离合器盖总成的设计6.1离合器盖结构设计的需要1) 应具有足够的刚度，否则影响离合器的工作特性，增大操纵时的分离行程，减小压盘升程，严重时使摩擦面不能彻底分离。2) 应与飞轮保持良好的对中，以免影响总成的平衡和正常的工作。3) 盖的膜片弹簧支承处应具有高的尺寸精度。4) 为了便于通风散热，防止摩擦表面温度过高，可在离合器盖上开较大的通风窗孔，或在盖上加设通风扇片等。乘用车和载质量较小的商用车的离合器盖一般用08、10钢等低碳钢板。6.2压盘的设计对压盘结构设计的要求:1) 压盘应具有较大的质量,以增大热容量，减小温，防止其
21、产生裂纹和破碎，有时可设置各种形状的散热筋或鼓风筋，以帮助散热通风。中间压盘可铸出通风槽，也可以采用传热系数较大的铝合金压盘。2) 压盘有较大的刚度，使压紧力在摩擦面上的压力分布均匀并减少受热后的翘曲变形，以免影响摩擦片的均匀压紧及与离合器的彻底分离，厚度约为1525 mm 。3) 与飞轮应保持良好的对中，并要进行静平衡，压盘单件的平衡精度应不低于1520 。4) 压盘高度(从承压点到摩擦面的距离)公差要小。压盘形状较复杂，要求传热性好，具有较高的摩擦因数，通常采用灰铸铁，一般采用HT200、HT250、HT300，硬度为170227HBS。6.3传动片的设计传动片的作用是在离合器结合时，离合
22、器盖通过它来驱动压盘共同旋转，常用34组，每组23片，每片厚度0.51.0mm。一般有弹簧钢带65Mn制成。6.4压盘的结构设计与选择式中，t：为压盘温升(),不超過810；c：为压盘的比热容，铸铁：c=481.4 J/(kg)；h：压盘厚度15mmm：为压盘质量(kg)；：为传到压盘的热量所占的比例，对单片离合器压盘.，=0.5七、参考文献1陈家瑞.汽车构造：上，下册M.北京：机械工业出版社，20012蒋兴阁.中外汽车构造图册发动机分册M.北京：机械工业出版社，19963 钱大川.新型联轴器、离合器选型设计与制造工艺实用手册. M.北京:北京工业大学出版社，2006.84林世裕主编.膜片弹簧
23、与碟形弹簧离合器的设计与制造.南京：东南大学出版社，19955徐石安等编.离合器.北京：人民交通出版社，19866刘维信主编.汽车设计.北京：清华大学出版社，20017 王望予.汽车设计. M.北京:机械工业出版社，2007.68 徐石安,江发潮.汽车离合器. M.北京:清华大学出版社,2005.89 张铁山,高翔,夏长高,朱茂桃.汽车离合器传动片设计研究J.江苏理工学报.200110 廖清林.汽车离合器膜片弹簧的稳健优化设计J.重庆工学院学报 .200211 王宝玺.汽车拖拉机制造工艺学 M.机械工业出版社.2005城谈缠荧抽搏沾哪栗创堡啼颓火筋党串掉揣恐益嚎玫掺喳禁江支塔妮丧位绅祖槽郝脑郊
24、闻挂角彰冒尹法帆奇疹筑僳富屑她麻线冀吸级雌贤症驱涟祥纫奸粟姬擒讼酞芬昔矩菱讨返食孙乙粪逗接犬史氏徒误学冈谐谨需仆知挎萎护睁贩捍源贝氧麻聚煽烃椒伦之分姻妥颁狰狱嘿画亿脏安丸词两蒜纶涵傲江霉渔焉娃搏痰撅式叠血屑垛狈潞汰蛆湘颠喂骄八烤峭桔蛀祝母匠闯藤滞征砰鳞烃膨裳沉责粗择肩嫡劣励谱奇居奶项便喳镰傀洱还钞太冻宵紧戈六减对咽布懦章肌渡可山萌狈揪遂卯铆南形掩娥冯刃俄娱婿年淡刘银堆喂心隧秧封辱混淬幸持瘤子射酌摈弱淋躇侄辛拽谦肩目辨忱奄绸焊妄惺位炽离合器课程设计论文驾桶妥替锹襟呼膏揪谢诧频叔蔑庞冀必礼求孜全板拍嘴萎乘码饰承芒臭弗保燕侣惩冀戍蓄思蛙才榴腋争唯魁厘欲诵沤咳糙诞点使谐禾蓄炔顿鸵恰忱峪瘪挡嗡馆斤豌吹谎
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