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1、专业课课程设计说明书设计主题：福特福克斯两厢1.8手动经典型离合器设计学 院：机械与车辆学院专业班级：车辆工程姓 名：学 号：指导教师：成 绩：摘 要离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其主要功用是切断和实现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，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，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。本文通过对福特福克斯两厢1.8手动经典型整车参数的分析，对轿车离合器进行设计，使得轿车离合器设计更合理。关键词：离合器 膜
2、片弹簧 设计 校核目录摘要i一、离合器设计的目的及离合器概述11.1离合器设计的基本要求11.2技术参数及论文要求11.3膜片弹簧离合器结构21.4膜片弹簧离合器的优点31.5膜片弹簧离合器的工作原理3二、离合器摩擦片参数的确定42.1 摩擦片参数的选择42.1.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b42.1.2 后备系数52.1.3 离合器传递的最大静摩擦力矩TC62.1.4 单位压力P06三、离合器其它主要部件的结构设计73.1 从动盘设计73.1.1 从动盘设计要求73.1.2 从动片的选择和设计83.1.3从动盘毂的设计93.2压盘的设计103.2.1压盘传力方式选择103.2.2 压盘
3、的材料选择113.2.3压盘的几何尺寸的确定113.2.4离合器盖结构设计的要求12四、膜片弹簧的设计与计算134.1 膜片弹簧的基本参数的选择134.1.1 截锥高度H与板厚h比值 和板厚h的选择134.1.2自由状态下碟簧部分大端R、小端r的选择和 比值144.1.3膜片弹簧起始圆锥底角 的选择144.1.4分离指数目n、切槽宽度1、2及半径144.1.5膜片弹簧小端内半径 及分离轴承作用半径的确定154.1.6 压盘加载点半径 和支承环加载点半径的确定154.1.7膜片弹簧工作点位置的选择154.1.8膜片弹簧材料164.2膜片弹簧的强度校核164.2.1绘制膜片弹簧的特性曲线174.2
4、.2 确定膜片弹簧的工作点位置184.2.3 求离合器彻底分离时分离轴承作用的载荷F2194.2.4 求分离轴承的行程2194.2.5 膜片弹簧强度校核20五、扭转减振器简单设计205.1 扭转减振器主要参数205.1.1 扭转刚度k215.1.2 阻尼摩擦转矩215.1.3 预紧转矩225.1.4 减振弹簧的位置半径225.1.5 减振弹簧个数225.1.6 减振弹簧总压力225.2 减振弹簧的计算235.2.1单个减振器的工作压力P235.2.2 减振弹簧尺寸23六、 设计小结25七、 参考文献25一、 离合器设计的目的及离合器概述了解轿车离合器的构造，掌握轿车离合器的工作原理。了解从动盘
5、总成的结构，掌握从动盘总成的设计方法，了解压盘和膜片弹簧的结构，掌握压盘和膜片弹簧的设计方法，通过对以上几方面的了解，从而熟悉轿车离合器的工作原理。学会如何查找文献资料、相关书籍，培养学生动手设计项目、自学的能力，掌握单独设计课题和项目的方法，设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的轿车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。通过这次课程设计，使学生充分地认识到设计一个工程项目所需经历的步骤，以及身为一个工程技术人员所需具备的素质和所应当完成的工作，为即将进入社会提供了一个良好的学习机会，对于由学生向工程技术人员转变有着重大的实际
6、意义。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。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) 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
7、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，延长寿命。6) 操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。7) 具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。1.2技术参数及课程设计要求车型：福特福克斯两厢手动1.8L经典型项目参数最高车速发动机最大功率及转速发动机最大转矩及转速主减速器传动比变速器最大传动比轮胎型号前205/55 R16后195/65 R15滚动半径R=316mm整备质量满载质量本次课程设计的基本内容有：1. 根据
8、所给的车型及整车技术参数,选择合适离合器的结构类型,设计计算确定其相关参数与尺寸；2. 绘制离合器总成工程图纸与零件图；3. 完成设计说明书一份；1.3膜片弹簧离合器结构膜片弹簧离合总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。1) 离合器盖离合器盖一般为120或90旋转对称的板壳冲压结构，通过螺栓与飞轮联结在一起。离合器盖是离合器中结构形状比较复杂的承载构件，压紧弹簧的压紧力最终都要由它来承受。2) 膜片弹簧膜片弹簧是离合器中重要的压紧元件，在其内孔圆周表面上开有许多均布的长径向槽，在槽的根部制成较大的长圆形或矩形窗孔，可以穿过支承铆钉，这部分称之为分离指；从窗孔底部至弹簧
9、外圆周的部分形状像一个无底宽边碟子，其截面为截圆锥形，称之为碟簧部分。3) 压盘压盘的结构一般是环形盘状铸件，离合器通过压盘与发动机紧密相连。压盘靠近外圆周处有断续的环状支承凸台，最外缘均布有三个或四个传力凸耳。4) 传动片离合器接合时，飞轮驱动离合器盖带动压盘一起转动，并通过压盘与从动盘摩擦片之间的摩擦力使从动盘转动；在离合器分离时，压盘相对于离合器盖作自由轴向移动，使从动盘松开。这些动作均由传动片完成。传动片的两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接，一般采用周向布置。在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转；在离合器分离时，可利用它的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。5
10、) 分离轴承总成分离轴承总成由分离轴承、分离套筒等组成。分离轴承在工作时主要承受轴向分离力，同时还承受在高速旋转时离心力作用下的径向力。目前国产的汽车中多使用角接触推力球轴承，采用全密封结构和高温铿基润滑脂，其端面形状与分离指舌尖部形状相配合，舌尖部为平面时采用球形端面，舌尖部为弧形面时采用平端面或凹弧形端面。1.4膜片弹簧离合器的优点膜片弹簧离合器与其他形式离合器相比，具有一系列优点：1) 膜片弹簧离合器具有较理想的非线性弹性特性；2) 膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；3) 高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；4) 膜片弹簧以整个
11、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) 易于实现良好的通风散热，使用寿命长；6) 膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好1.5膜片弹簧离合器的工作原理由图可知，离合器盖与发动机飞轮用螺栓紧固在一起，当膜片弹簧被预加压紧，离合器处于接合位置时，由于膜片弹簧大端对压盘的压紧力，使得压盘与从动摩擦片之间产生摩擦力。当离合器盖总成随飞轮转动时(构成离合器主动部分)，就通过摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘总成和变速器一起转动以传递发动机动力要分离离合器时，将离合器踏板踏下，通过操纵机构，使分离轴承总成前移推动膜片弹簧分离指，使膜片弹簧呈反锥形变形，其大端离开压盘，压盘在传动片的弹力
12、作用下离开摩擦片，使从动盘总成处于分离位置，切断了发动机动力的传递。图1.1 膜片弹簧离合器结构图二、 离合器摩擦片参数的确定2.1 摩擦片参数的选择 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b摩擦片外径是离合器的主要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。当离合器结构形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩已知，适当选取后备系数和单位压力P0，可估算出摩擦片外径。摩擦片外径D（mm）也可以根据发动机最大转矩（N.m）按如下经验公式选用 （2.1）式中，为直径系数，取值范围见表3-1。由选车型得= 161Nm，=14.6，则将各参数值代入式后计算得 D=185.3mm表2-1 直径系数的
13、取值范围车 型直径系数乘用车14.6最大总质量为1.814.0t的商用车16.018.5(单片离合器)13.515.0(双片离合器)最大总质量大于14.0t的商用车22.524.0根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表2-2表2-2 离合器摩擦片尺寸系列和参数（即JB145774）外径D/mm160180190200225250280300325350内径d/mm110125130140150155165175190195厚度h/mm3.23.53.53.53.53.53.53.53.54=d/D0.6870.6940.6840.7000.6670.5890.5830.5850.557
14、0.54010.6760.6670.6800.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827鉴于在式（2.3）校验时，首选值D=200mm项的值为，不在许用单位应力的范围之内，综合取值，对照摩擦片相关标准尺寸，选取一个非首选值，如下：外径D=190mm 内径d=130mm 厚度h=3.5mm 内径与外径比值C=0.684 1=0.6802.1.2 后备系数后备系数是离合器的重要参数，反映离合器传递发动机最大扭矩的可靠程度，选择时，应从以下几个方面考虑：a. 摩擦片在使用中有一定磨损后，离合器还能确保传递发动机最大扭矩；b. 防止离合器本身滑磨程度过大；c. 要求能够防止传动系过载。通常普通轿车=1.101.25。本设计的是1.3吨微型轿车离合器，参看有关统计资料“离合器后备系数的取值范围”（见下表2-3）。结合设计实际情况，故选择=1.2表2-3离合器后备系数的取值范围车 型后备系数普通轿车1.101.25高级轿车1.201.40轻型货车1.151.302.1.3 离合器传递的最大静摩擦力矩 （2.2） 单位压力摩擦面上的单位压力P的值和离合器本身的工作条件,摩擦片的直径大小,后备系数,摩擦片材料及质量等有关。离合
