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1、轻型卡车离合器设计说明书组员：冯云剑 201324211 张亚兰 201324206 曹娇娇 201324207 陈旭阳 201324208 崔然涛 201324210指导老师：林荣会目录1 绪论31.1 概述31.2 汽车离合器的发展41.3 汽车离合器存在的主要问题及故障分析51.3.1 离合器打滑.31.3.2 离合器异常问题61.3.3 离合器分离不彻底.72 从动盘毂设计.82.1 从动盘毂花键的尺寸的选取.82.2 花键强度校核.93摩擦片设计.103.1 后备系数.103.2 离合器的静摩擦力矩TC.103.3 单位压力p0 和摩擦因数f. 113.4 摩擦片外径D、内径d和厚度
2、b.123.5 离合器基本参数的校核.134 扭转减震器的设计.154.1扭转减震器的作用.154.2 极限转矩.154.3扭转角刚度 .154.4 弹簧尺寸的确定.165 压盘和离合器盖设计.175.1 压盘设计.175.1.1压盘几何尺寸的确定.175.1.2 压盘温升的校核.17附：设计车型参数.191 绪论1.1 概述 离合器是传动系统中直接与发动机相连接的装置。它的作用是平稳接合、切断发动机和传动系之间的动力传递。离合器可以保证汽车平稳起步；避免变速器换挡时，轮齿间发生剧烈的冲击；防止传动系中各零部件由于过载而损坏。目前，汽车在社会的地位越来越重要。它已经成为一个生活必需品，伴随我们
3、的生活，学习，工作以及娱乐。汽车工业正在不断壮大，不断发展。各种能满足不同需求的汽车以及豪华型汽车越来越多，人们对汽车的要求也越来越高。在大众对汽车的要求中，汽车的舒适性和安全性占重要地位。在汽车的舒适性和安全性中，离合器是其决定性因素之一。研究离合器就相当于研究人们的安全和舒适，我们有责任将汽车做得更完美，更适合人们使用，让人民生命安全更有保障。 每年因离合器发生的安全事故在车祸的总数中占很大比例。2006年2月20日，大众汽车旗下的高档车生产商奥迪公司宣布，已开始召回70000辆奥迪A3轿车。据大众汽车有关人士表示，奥迪的本次召回行动涉及全球市场，原因是离合器存在问题。2008年12月16
4、日18点40分，一辆车牌号为川A85182的45路公交车在成都石油路公交站台前起步时，发生离合器压盘爆裂事故（本报曾报道）。昨日，成都客车厂通报了事故原因，称此次事故是由离合器压盘材料质量引起，而出售此材料的国内某汽车集团公司底盘公司负全部责任。据悉，公交公司还查出另外3辆公交车也存在同样的毛病，这3辆车已经停运。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角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器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，适合发动机的高转速，增加
5、离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器发展趋势。本次设计，我力争把离合器设计系统化，为离合器设计者提供一定的参考价值。抛弃传统的推式膜片弹簧离合器，设计新式的拉式膜片弹簧离合器是本次设计的主要特点。1.2 汽车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。它的原形设计曾装在1889年德国戴姆勒公司生产的钢质车轮的小汽车上。它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件。对当时来说锥形离合器的制造比较容易，摩擦面容易修复。它的摩擦材料曾用过驼毛带、皮革带等。那时也曾出现过蹄-鼓式离合器来代替锥形离合器。但无论锥形离合器、还是蹄-鼓式离合器，都容易造成分离不彻底甚至出现主、从动
6、件根本无法分离的自锁现象。现在所有的盘片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，在汽车起步时离合器的结合比较平顺，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。采用纯粹的金属对金属的摩擦副，把它们浸在油中工作，能达到更加满意的性能。浸在油中的盘式离合器，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
7、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，只到进入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。实际上早在1920年就出现了单片式离合器，但由于当时技术设计上的缺陷，造成了单片离合器在结合时不够平顺等问题。但是，单片干式离合器结构紧凑，散热良好，转动惯量小，所以以内燃机为动力的汽车经常采用它，尤其是成功地开发了价格便宜的冲压件离合器盖以后更是如此。多年的实际经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首先单片干式摩擦离合器，因为它具有从动部分转动惯量小、散热性好、结构简单、调整方便、尺寸紧凑、分离彻底等优点，而且由于在结构上采取一
8、定措施，已能做到结合平顺，因此现在广泛用于大、中、小各类车型中。如今单片干式摩擦离合器在结构设计方面相当完善。采用具有轴向弹性的从动盘，提高了离合器的结合平顺性。离合器从动盘总成中装有扭转减震器，防止了传动系统的扭转共振，减小了传动系统噪声和动载荷。随着人们对汽车舒适性要求的提高，离合器在原有基础上得到不断该进，乘用车上愈来愈多采用双质量飞轮的扭转减振器，能更有效地降低传动系的噪声。对于重型离合器，由于商用车趋于大型化，发动机功率不断加大，但离合器允许加大尺寸的空间有限(现离合器从动盘的直径已达430mm)，离合器的使用条件日酷一日，增加离合器传扭能力，提高其使用寿命，简化操作，已成为重型离合
9、器当前的发展趋势。为了提高离合器的传扭能力，在重型汽车上可采用双片干式离合器。从理论上讲，在相同径向尺寸下，双片离合器的传扭能力和使用寿命是单片的一倍，但受到其他客观因素的影响(如散热等)，实际的效果要比理论值低一些。结构上采用拉式膜片弹簧的离合器，其允许的传扭能力要比推式大。从动盘采用金属陶瓷的离合器比一般有机片摩擦材料的离合器传扭能力要提高30%，而使用寿命至少提高70%以上。近年来湿式离合器在技术上不断改进，在国外某些重型牵引汽车和自卸汽车上又开始采用多片湿式离合器。与干式离合器相比，由于用油泵进行强制冷却的结构，摩擦表面温度较低(不超过93)，因此，起步时长时间打滑也不致烧损摩擦片。据
10、报道，这种离合器有着良好的起步能力，其使用寿命可达干式离合器的5-6倍。1.3 汽车离合器存在的主要问题及故障分析1.3.1 离合器打滑 当发生离合器打滑时，应进行正确的故障原因分析。(1)造成离合器打滑的原因 从动盘磨擦片磨损过度或铆钉外露; 离合器压盘弹簧过软或折断; 离合器踏板自由行程过小; 从动盘摩擦片上有油污或老化变硬; 离合器与飞轮接合螺栓松动; 离合器总泵回油孔堵塞。(2)故障排除顺序和方位 检查踏板自由行程，如不符合标准值，应予以调整; 若自由行程正常，应拆下离合器底盖，检查离合器盖与飞轮接合螺栓是否松动，如有松动，应予扭紧; 察看离合器磨擦片的边缘是否有油污甩出，如有油污应拆
11、下用汽油或碱水清洗并烘干，然后找出油污来源并排除之; 如发现磨擦片严重磨损、铆钉外露、老化变硬、烧损以及被油污浸透到等，应更换新片，更换的新磨擦片不得有裂纹或破损，铆钉的深度应符合规定; 检查离合器总泵回油孔，如回油孔堵塞应予以疏通; 如经过上述检查、调整修理，仍未能排除故障，则分解离合器，检查压盘弹簧的弹力。压盘弹簧良好时，应长短一致，如参差不齐，应更换新品，如弹力稍有减少，长度差别不大，可在弹簧下面加减垫片调整。1.3.2 离合器异常问题 1、注意离合器是否打滑，造成此类现象的原因有几种，其主要原因是离合器踏板自由行程太小、分离轴承经常压在膜片弹簧上，使压盘总是处于半分离状态。或者是离合器
12、压盘弹簧过软或有折断，离合器与飞轮连接的螺丝松动等。 2、在发动机怠速状态下，踩下离合器踏板几乎触底时，才能切断离合器。踩下离合器踏板，感到挂挡困难或变速器齿轮出现刺耳的撞击声，或挂挡后不抬离合器踏板，车辆开始行驶，这都表明该车的离合器分离不彻底。 3、踩下离合器踏板到3/4时，离合器就应该稳固接合，否则检查其行程是否合适，可用直尺在踏板处测量，先测出踏板最高位置高度，再测出踩下踏板到感到有阻力时的高度，两个数值的差就是该车离合器行程数值。 4、如果在使用离合器过程中出现异响也是不正常的。其故障原因是分离轴承磨损严重、轴承回位弹簧过软或折断、膜片弹簧支架有故障等。1.3.3 离合器分离不彻底 1、离合器分离不彻底有以下两种现象：(1)汽车起步时，将离合器踏板踩下去，超过自由行程，却仍感到挂档困难;如果是强行挂入档，但是还没有完全抬起离合器踏板，车就前进或后移，并导致发动机熄火。(2)行驶中换档困难，或挂不上档，变速器内发生齿轮的撞击声。 2、发生离合器分离不彻底的主要原因有： 离合器踏板自由行程太大;分离杠杆内端不在同一平面上，个别分离杠杆变形、折断、磨损严重;离合器从动盘翘曲，铆钉松脱，或者更换的新离合器摩擦片过厚;离合器从动盘正、反面装反;从动盘毂键槽和变速器第一轴花键齿间隙过小或卡住，造成移动困难。 3、发生此类故障
