离合器课程设计

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1、1、离合器概述11目 录1、 离合器概述 22、 离合器主要参数的选择及计算校核33、 扭转减振器的设计及其主要参数94、 从动盘总成的计 135、 离合器盖总成的计 146、 参考文献 151、离合器概述221、离合器概述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

2、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。1.1 设计要求及其技术参数基本要求：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，长延长寿命。6） 应能避免和衰减传动

3、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、准确，以减少驾驶员的疲劳。8） 作用在从动盘上的总压力和摩擦材料因数在离合器工作中变化要尽量可能小，以保证有稳定的工作性能。9） 具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长。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。技 术 参 数 :发动机功率： kwPe10max发动机转矩： NT92传动比: 8.3gi7.50i汽车的质量 汽车的滚动半径 =225mmkga14r1、离合器概述331.2 结构方案分析1.2.1 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

4、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。1.2.2 压紧弹簧和布置形式的选择：拉式膜片弹簧离合器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，主要由碟簧部分和分离指部分组成。1) 膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，有如下优点：2) 具有较理想的非线性弹性特性。3) 兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用。4) 高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。5) 以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩

5、擦片接触良好，磨损均匀。6) 通风散热良好，使用寿命长。7) 膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。1.2.3 与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更小等。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、离合器概述442、离合器主要参数的选择及计算校核2.1 离合器主要的参数2.1.1 后备系数 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

6、地传递发动机最大转矩、防止离合器滑磨时间过长、防止传动系过载以及操纵轻便等因素。乘用车 选择： ，本次设计取 = 1.2。75.120. 2.1.2 摩擦片外径 、内径 和厚度Ddb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。根据参考文献23.2.1 公式： D=193式中 为汽车的最大转矩；乘用车取 ；maxTe 93.7A取 ； ； D85md170由于 ；.3.0/d6./Dc摩擦片的厚度 主要有 三种。取b045.3;2； mb5.取NTec19.ax NTc232.1.3 单位压力 0p单位压力 决定了摩擦表面的耐磨性，对离合器工作性能和使用寿命

7、有很大影响，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、材料及其质量和后备系数等因素。选择： ，0pMPapPa50.11.根据根据参考文献1公式 2-8:3 3030 )6.1(2.9.)(mx2pcfTeD可求得 在范围之内。Pap.式中 取 f3Z1、离合器概述552.2 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）取应使最大圆周速度 不超过 ，即Dvsm/7065根据根据参考文献1公

8、式 2-10smsnveD /7065/.912340160 33max 式中, 为摩擦片最大圆周速度 ; 为发动机最高转速 。)/(smaxenin)(r所以符合要求。2）摩擦片的内、外径比 应在 范围内，本次设计得 C=0.6c7.053.3）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，不同的车型的 值应在一定范围内，最大范围为 ，本次设计取 。 5.122.14）为降低离合器滑磨时的热负荷,防止摩擦片损伤,对于不同车型,单位压力 根据所用的摩擦材料在一定范围内选取， 的最大范围为0p 0p。MPaPa50.11.本次设计取 。符合要求p3.5) 为了反映离合器传递的转矩并保护

9、过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值，即根据根据参考文献1公式 2-11: 02220 18.0)1785(34)(4 cTdDZTcc 式中， 为单位摩擦面积传递的转矩 ； 为其允许值0c /mN0c，取 = （根据参考文献 表 25）)/(2mN0cT218.16) 为了减少汽车起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，离合器每一次结合的单位摩擦面积滑磨功 应小于其许用值 。ww汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功 为：)(J根据根据参考文献1公式 2-131、离合器概述66W = ( ) = 13697(J) 180n2eg2aimr式中， 为汽车总质量(

10、kg)； 为轮胎滚动半径(m)； 为汽车起步时所a r gi用变速器档位的传动比； 为主减速器传动比； 为起步时所用变速器档位的0i gi传动比；n 为发动机转速(r/min)；乘用车 n 取 2000 r/min 。e e根据根据参考文献1公式 2-12= = = 0.4J/mmw)(42dDZW17.0)285(136942w2式中， 为单位摩擦面积摩擦功(J/mm )； 为其许用值(J/mm )，对于2乘用车： =0.4J/mm ；2满足要求。2.2.2 膜片弹簧的弹性特性曲线2.2.3 膜片弹簧基本参数的选择1) 比值 和 的选择 hH/为保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽车离合器

11、用膜片弹簧的 H/h 一般为 1.52.0 ，板厚 h 为 24 mm 。取 h = 2.6 mm ， =1.7 ，即 =4.42 mm 。/ hH7.12) 比值和 、 的选择rR/r研究表明。 越大，弹簧材料利用率越低，弹簧越硬，弹性特性曲受直/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。 一般为rR/1、离合器概述771.201.35 。为使摩擦片上的压力分布较均匀，拉式膜片弹簧的 r 值宜为大于或等 。即根据根据参考文献1:cR= ；取 R=115； 75.1340285dD取 =1.25 则 r=92.r/3) 的选择膜片弹簧自由状态下圆锥角 与内截锥高度 关系密切，

12、一般在H915范围内。，符合要求。o1)925/(41.arctn)/(arctnRH4) 分离指数目 的选取 分离指数目常 取 18，大尺寸膜片弹簧可取 24，小尺寸膜片弹簧可取 12 。取分离之数目 =18 。n5) 膜片弹簧小段内半径 及分离轴承作用半径 的确定0rfr由离合器的结构决定，其最小值应大于变速器第一轴花键的外径。 应0r fr大于 。根据文献 表 27 可查得第一轴的外径为 35mm;1取 =35mm =38mm0rfr6) 切槽宽度 、 及半径 的确定12er= 3.23.5 mm， = 910 mm， 的取值应满足 r - r 。1 e e2本次设计取 = 3.5 mm

13、， = 10 mm ，r r - = 82 mm 。12e27) 压盘加载点半径 和支承环加载点半径 的确定r1Rr=92 取 =100 又 取115RQ42.2.4 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，弹簧的初始底锥角 应在)/(rRH一定范围内，即 2.71/6.hHoo 5)(9rR1、离合器概述88所以符合要求。2) 弹簧各部分有关尺寸的比值应符合一定的范围，即 35.12./20.1rR096531所以符合要求。3) 为了使摩擦片上的压

14、紧力分布比较均匀，拉式膜片弹簧的压盘加载点半径 应位于摩擦片的平均半径与外半径之间，即1r 2/14/)(DRdD所以符合要求。4) 根据弹簧结构布置要求， 与 ， 与 之差应在一定范围内，即1fr0721R60所以符合要求。430rf5) 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范围内选取，即 0.943.51085.31rRf所以符合要求。1、离合器概述993 离合器主要参数的选择及计算校核3.1 扭转减振器主要参数3.1.1 极限转矩 jT极限转矩受限于减振弹簧的许用力等因素，与发动机最大转矩有关，一般可取= (1.52.0) 根据根据参考文献2j maxe对于乘用车，系数

15、取 2.0。则 =2.0 2.0192384（Nm）jTmaxe3.1.2.扭转角刚度 K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K现象不发生在发动机常用的工作转速范围内13 =13x384=4992(Nm/rad)KjT3.1.3.阻尼摩擦转矩 u由于减振器扭转刚度 结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，故K为了在发动机工作转速范围内最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩 。uT一般可按下式初选： =(0.060.17)T uemax取 T = 0.1 = 0.1 Nmmaxe 2.193.1.4.预紧转矩 n减振弹簧在安装时都有一定的预紧。研究表明， 增加，共振频率将向减nT小频率的方向移动，这是有利的。但是 不应大于 ，否则在反向工作时，扭nTu转减振器将提前停止工作，故取 = (0.05 0.15) maxemaxe取 = 0.1 =19.2NmnTmaxe而（0.0