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1、 离 合 器 设 计 说 明 书全套图纸，加153893706指导教师： 专业班级： 车辆121/122班 学生姓名： 2015年4月16日轿车离合器设计目 录一 绪论二 轿车离合器的结构型式选择 2.1 膜片弹簧离合器2.2 从动盘的结构型式2.3 所选离合器的结构型式三 离合器基本参数的确定3.1 离合器后备系数3.2 单位压力3.3 摩擦片外径、内径和厚度3.4 所选离合器基本参数的确定四 离合器零件的结构选型及设计计算4.1 从动盘总成设计4.2 离合器盖总成设计4.2.1 离合器盖设计4.2.2 压盘设计4.3 膜片弹簧设计4.3.1 膜片弹簧主要参数的选择4.3.2 绘制膜片弹簧的
2、特性曲线4.3.3 确定膜片弹簧的工作点位置4.3.4 求离合器彻底分离时分离轴承作用的载荷4.3.5 求分离轴承的行程4.3.6 膜片弹簧强度校核4.3.6 膜片弹簧材料及制造工艺 五 心得体会 I 一：概述现在轿车上应用最广泛的离合器是干式盘形摩擦式离合器。摩擦式离合器主要由主动部分(发动机飞轮、离合器盖和压盘等)、从动部分(从动盘)、压紧机构(压紧弹簧)和操纵机构(分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等)四部分组成。本次课程设计的基本内容有：1.摩擦式离合器的基本结构尺寸和参数的选择(摩擦片外径D、离合器后备系数和单位压力p)及计算。2.离合器零件的结构选型及设计计算1) 绘制离合器装
3、配图；2) 从动盘总成设计；3) 离合器盖总成设计；4) 膜片弹簧主要参数的选择、设计和强度校核；表1-1奇瑞风云基本型整车参数项目参数汽车的驱动形式 42最高车速=160 km/h发动机最大功率及转速=65 KW =5500 r/min主要尺寸432116851424长/宽/高(mm)主减速器最大传动比=4.444变速器最大传动比=3.455轮胎型号185/60R1485H发动机最大转矩及转速=132 Nm =3200 r/min整备质量m=1050Kg 二：轿车离合器的结构型式选择现代汽车离合器在设计中应根据车型的类别，使用要求，与发动机的匹配要求，制造条件以及标准化、通用化、系列化要求等
4、，合理地选择离合器总成的结构和有关组件的结构。 2.1膜片弹簧离合器图1.1 膜片弹簧离合器结构图图1.1为膜片弹簧离合器的结构图。膜片弹簧离合器具有很多优点：首先，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此当摩擦片磨损后，弹簧压力几乎可以保持不变，且可减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对称的，因此其压力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著地缩短了其轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，磨损均匀，也易
5、于实现良好的散热通风等。2.2 从动盘的结构型式从动盘由从动片、摩擦片及从动盘毂铆接而成，其结构简单、质量小，有时用于重型汽车尤其是双片离合器中。 轿车一般采用带扭转减振器的从动盘。从动片与花键毂间通过减振弹簧相联，具有切向弹性以消除高频共振并起缓冲作用，在从动片、花键毂与减振盘间有减振摩擦片。装碟形垫片作弹性夹紧后起摩擦阻尼作用，并使阻尼力矩保持稳定，以吸收部分能量、衰减低频振动。减振弹簧由一组圆柱螺旋弹簧组成，2.3 所选离合器的结构型式本次设计所选离合器的结构型式是单片干式摩擦离合器，采用膜片弹簧作为压紧弹簧，采用带扭转减振器的从动盘。三 离合器基本参数的确定在初步确定离合器的结构形式之
6、后，就要确定基本结构尺寸及参数：摩擦片外径D、单位压力p0和后备系数。在选定这些尺寸参数时，下列一些车辆参数对其有重大影响：（1） 发动机最大转矩 Temax ；（2） 整车总质量 ma ；（3） 传动系总的速比（变速器传动比主减速器速比）i ；（4） 车轮滚动半径 rk 。离合器的基本参数主要有性能参数和p0，尺寸参数D和d及摩擦片厚度b。3.1 离合器后备系数后备系数反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。后备系数保证了离合器能可靠传递发动机转矩的同时，还有助于减少汽车起步时的滑磨，提高离合器的使用寿命。小轿车的离合器推荐其后备系数值为1.2，因为小轿车的离合器都采用膜片弹簧离合器，在使
7、用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小，再加上小轿车的后备功率较大，使用条件较好，故宜取小值。3.2 单位压力p0单位压力p0对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选取时应考虑离合器的工作条件，发动机后备功率大小，摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。 当摩擦片采用不同材料时，p0按下列范围选取： 石棉基材料 p0=0.100.35MPa 粉末冶金材料 p0=0.350.60MPa 金属陶瓷材料 p0=0.701.50MPa3.3 摩擦片外径D、内径d和厚度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
8、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 （3.1）式中，为直径系数，取值范围见表3-1。由选车型得= 132Nm，=14.6，则将各参数值代入式后计算得 D=168mm表3-1 直径系数的取值范围车 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3-2表3-2 离合器摩擦片尺寸系列和参数（即GB145774）外径D/mm1601802
9、00225250280300325350内径d/mm110125140150155165175190195厚度h/3.23.53.53.53.53.53.53.54=d/D0.6870.6940.7000.6670.5890.5830.5850.5570.54010.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827单位面积F/106132160221302402466546678可取：摩擦片相关标准尺寸： 外径D=180mm 内径d=125mm 厚度h=3.5mm 内径与外径比值C=0.69 1=0.6673.4 所选离合器基本参数的确定本次设计所选离合器
10、的基本参数确定：奇瑞风云基本型的发动机最大转矩 Temax=132 Nm ，根据经验公式 由选车型得= 132Nm，=14.6，式中，为直径系数，取值范围见表3-2。则将各参数值代入式后计算得 D=168mm选定摩擦片的尺寸为D=180mm，d=125mm，h=3.5mm，c=0.694。采用膜片弹簧离合器，使用条件较好，故取后备系数=1.2。摩擦面单位压力p0为0.350.5MPa。四 离合器零件的结构选型及设计计算4.1 从动盘总成设计从动盘总成主要由摩擦片、从动片、减振器和从动盘毂等组成。从动盘对离合器工作性能影响很大，应满足如下设计要求： 1)转动惯量应尽量小，以减小变速器换挡时轮齿间
11、的冲击。 2)应具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，减小磨损。 3)应装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。摩擦面片采用有机材料。采用带扭转减振器的从动盘（整体式弹性从动片），从动片通常用1.32.0mm厚的钢板冲压而成。将其外缘的盘形部分磨薄至0.651.0mm，以减小其转动惯量。整体式弹性从动片一般用高碳钢（如50）或65Mn钢板，热处理硬度3848HRC。从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它装在变速器输入轴前端的花键上，一般采用齿侧定心的矩形花键，花键轴与孔采用动配合。 从动盘毂轴向长度不宜过小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底，一般取1.
12、01.4倍的花键轴直径。从动盘毂一般采用锻钢(如45，40Cr等)，表面和心部硬度一般在2632HRC。为提高花键内孔表面硬度和耐磨性，可采用镀铬工艺，对减振弹簧窗口及与从动片配合处应进行高频处理。减振弹簧常采用60Si2MnA、50CrVA、65Mn等弹簧钢丝。花键的结构尺寸可根据从动盘外径和发动机转矩按国标GB11441974选取。表4-1 所选从动盘毂花键参数从动盘外径D/mm花键齿数n花键外径D/mm花键内径d/mm齿厚b/mm有效齿长l/mm挤压应力18010262132011.8花键尺寸选定后应进行强度校核。由于花键损坏的主要形式是由于表面受挤压过大而破坏，所以花键要进行挤压应力计
13、算，当应力偏大时可适当增加花键毂的轴向长度。挤压应力计算公式： 挤压=（MPa） （4.1）式中，P为花键的齿侧面压力，N。它由下式确定：花键的齿侧面压力式中，d，D分别为花键的内外径，m；Z为从动盘毂的数目；Temax为发动机最大转矩，Nm；n为花键齿数；h为花键齿工作高度，m；l为花键有效长度，m。则故挤压=MPa挤压=30MPa4.2 离合器盖总成设计离合器盖总成除了压紧弹簧外还有离合器盖、压盘、传动片、分离杠杆装置及支承环等。4.2.1 离合器盖设计为了减轻重量和增加刚度，轿车的离合器盖常用厚度约为35mm的低碳钢板（如08钢板）冲压成比较复杂的形状。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。对中方式采用定位销或定位螺栓，也可采用止口对中。离合器盖的膜片弹簧支承处应具有高的尺寸精度。为了加强离合器的冷却，防止摩擦表面温度过高，可在离合器盖上开通风窗口。4.2.2 压盘设计1.压盘传力方式选择采用传力片的传力方式，由弹簧钢带制成的传力片的一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上。传动片的作用是在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转，分离时，又可利用它的弹性来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。由于各传动片沿圆周切向均匀分布，简化了压盘结构，降低了对装配精度的要求，还有利于压盘的对中性和离合器的平衡。2.压盘几何尺寸的确定
