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1、伊兰特1.6标准型离合器设计目录第1章概述2第2章离合器的结构和基本参数的确定22.1离合器结构型式的确定22.2离合器基本参数的确定3第3章离合器的设计53.1从动盘总成53.1.1从动盘毂53.1.2从动片设计63.1.3从动盘摩擦片63.1.4波形片和减振弹簧73.2膜片弹簧设计73.2.1膜片弹簧设计计算的基本公式73.2.2膜片弹簧基本参数的确定83.2.3强度校核113.3离合器盖及压盘总成的设计123.3.1离合器盖设计123.4压盘结构设计123.4.1压盘结构设计123.4.2压盘几何尺寸的确定133.4.3传力方式的选择133.5分离轴承总成133.6操纵机构设计14参考文
2、献14伊兰特1.6标准型离合器设计第1章概述离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的 后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据 需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递 发动机向变速器输入的动力。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，确保汽车平稳起步；在换档时将发动机与传动系 分离
3、，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。膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器， 它的转矩容量大而且较稳定，操作轻便，高速是平衡性好、结构简单且较紧凑、散热 通风性能好、使用寿命长，也能大量生产。此设计说明书详细的说明了轿车膜片弹簧 离合器的结构形式，参数选择以及计算过程。第2章离合器的结构和基本参数的确定2.1离合器结构型式的确定本车设计采用单片膜片弹簧离合器。本车采用的摩擦式离合器是因为其结构简单， 可靠性强，维修方便，目前大多数汽车都采用这种形式的
4、离合器。采用膜片弹簧离合 器是因为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 可设计成摩擦片磨损后，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，是操纵轻便；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，膜片弹簧本身兼其压紧 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 的缩短了其轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，是压力分布均 匀，摩擦片的接触良好，磨损均匀，也易于实现良好的散热通风等。由于膜片弹簧离 合器具有上述一系列的优点，并且制造膜片弹簧
5、的工艺水平也在不断的提高，因而这 种离合器在轿车及微型轻型客车上得到了广泛的应用，而且逐渐扩展到了载货汽车上。 从动盘选择单片式从动盘是一个结构简单，调整方便。综上本次设计选择单片推式膜片弹簧离合器。2.2离合器基本参数的确定离合器传递的扭矩与摩擦系数、弹簧压紧力、摩擦片的摩擦面数、摩擦片的平均 摩擦半径等因素有关。并且离合器所能传递的最大扭矩广应适当的高于发动机的最大e转矩Temax，其间的关系为：Te = nLfZpoD3(1-c3)(2-1)Te= BTemax(2-2)式中：f为摩擦因数；Z为摩擦面数；p为单位压力；D为摩擦片外半径；c为摩 擦片内、外径之比；B为后备系数。离合器的基本
6、参数主要有性能参数有后备系数B和单位压力参数P0,尺寸参数D 和d及摩擦片厚度h。1. 后备系数各类汽车B值的选取范围通常为：轿车和微型车、轻型货车3=1.201.75中型和重型货车3 =1.502.25越野车、带拖挂的重型汽车和牵引汽车3=1.804.00根据上述原因及所选车型，选取3=1.25。2. 单位压力p0和摩擦因数f当摩擦片采用不同材料时，P和f的取值范围见下表：表2-1 pPf的取值范围摩擦片材料单位压力p0/MPa摩擦因数f石棉基材料模压0.15-0.250.20-0.25编织0.25-0.350.25-0.35粉末冶金材料铜基0.35-0.500.25-0.35铁基0.35-
7、0.50金属陶瓷材料0.70-1.500.4选用粉末冶金材料铜基，单位压力0.35-0.50MPa,摩擦因数0.25-0.35. f取 0.25.3. 摩擦片外径D、内径d和厚度h的确定离合器应按转矩容量或热容量设计，摩擦片或从动片外径D是基本尺寸。它关系 到结构尺寸及质量的大小和使用寿命的长短设计是通常首先确定D的值。由以下公式计算D的值：D = K JTD v emaxTemax发动机的最大转矩；Temax = 143 N*m对于轿车，Kd = 14.6，求得D=175 mm表2-2离合器摩擦片尺寸系列和参数外径内径厚度内外径之比单位面积D(mm)d(mm)h(mm)d/DF(mm2)16
8、01103.20.687106001801253.50.694132002001403.50.700160002251503.50.667221002501553.50.620302002801653.50.589402003001753.50.583466003251903.50.5855460035019540.55767800根据表2-2摩擦片的尺寸见表2-3：表2-3选定的摩擦片的尺寸外径D(mm)内径d(mm)厚度h(mm)dC= D1-C 31801253.50.6940.665单位面积F （mm 2） 13200用公式（2-1）和（2-2）验算单位压力P0：D -12 Temax
9、P0 nfZD3（1-C3）得到P 0=0.35MPa，单位压力P0在容许范围内，认为所选离合器的尺寸、参数合适。第3章离合器的设计3.1从动盘总成从动盘总成主要由从动盘毂、摩擦片、从动片、扭转减震器等组成。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齿轮间的冲击；2. 从动盘应具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均 匀，以减少磨损；3. 应安装扭转减震器，以避免传动系共振，并缓和冲击。3.1.1从动盘毂从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它几乎承受发动机传来的全部转矩。 它一般采用齿侧对的矩形花键安装在变
10、速器的第一轴上，花键的尺寸可根据摩擦片的 外径D与发动机的最大转矩Temax按国标GB1144-74选取（见表3-1 ）。表3-1离合器从动盘毂花键尺寸系列摩擦片外径D/mm发动机的最大转矩Temax/N m花键尺寸挤压应力。j/Mpa齿数n外径D /mm内径d /mm齿厚b/mm有效齿长l/mm16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.6350
11、48010403255013.2根据摩擦片的外径D=180mm与发动机的最大转矩Temax=139.2 N - m，由表3-1查得 n=10，D =26mm，d =21mm，b=3mm，l=20mm，oj=11.8Mpa3.1.2从动片设计从动片通常用1.32.0mm厚的钢板冲压而成。有时将其外缘的盘形部分磨薄至 0.651.0mm，以减小其转动惯量。从动片的材料与其结构型式有关，整体式即不带波 形弹簧片的从动片，一般用高碳钢（50或85号钢）或65Mn钢板，热处理硬度HRC38 48；采用波形弹簧片的分开式（或组合式）从动片，从动片采用08钢板，氤化表面硬度 HRC45，层深0.20.3mm
12、；波形弹簧片采用65Mn钢板，热处理硬度HRC4351。3.1.3从动盘摩擦片在离合器接合、分离过程中，它将遭到严重的滑磨，在相对很短的时间内产生大 量的热，因此，要求摩擦面片应有以下一些综合性能：1. 在工作时有相对较高且稳定的摩擦系数；2. 具有小的转动惯量，材料加工性能良好；3. 在短时间内能吸收相对高的能量，且有良好的热稳定性；4. 能承受较高的压盘作用载荷；5. 承受相对较大的离心载荷而不破坏；6. 具有足够的剪切强度；7. 摩擦副有高度的容污性能，不影响它们的摩擦特性；8. 具有优良的性价比，不污染环境。对于摩擦面片来说，有两个方面要求选择确定，一是结构尺寸，内、外直径已在 前面选
13、定，厚度可根据使用寿命确定。二是材料，近年来，摩擦材料的种类增加极快， 常用的有石棉基、有机摩擦材料、金属陶瓷摩擦材料等。这里选择粉末冶金材料铜基， 单位压力0.35-0.50MPa,摩擦因数0.25-0.35.3.1.4波形片和减振弹簧波形片一般采用65Mn，厚度小于1 mm，硬度为4046HRC，并经过表面发蓝处理。 减振弹簧常采用60Si2MnA、50CrVA、65Mn等弹簧钢丝。3.2膜片弹簧设计膜片弹簧的大端处为一完整的截锥，类似无底的碟子，和一般机械上用的碟形弹 簧一样，故称作碟簧部分。膜片弹簧起弹性作用的正是其碟簧部分。与碟形弹簧不同 的是在膜片弹簧上还有径向开槽部分，形成许多称
14、为分离指、起分离杠杆作用的弹性 杠杆。分离指与碟簧部分小端交接处的径向槽较宽且呈长方孔，分离指根部的过渡圆 角半径应大于4.5mm，以减少分离指根部的应力集中，长方孔又可用来安置销钉固定膜 片弹簧。3.2.1膜片弹簧设计计算的基本公式假设膜片弹簧在承载过程中，其子午断面刚性地绕过断面上的某中性点转动。通 过支承环和压盘加在膜片弹簧上的载荷（N）集中在支承点处，加载点间的相对轴向 变形为气（mm），则膜片弹簧弹簧特性如下式表示：C . R - r 丫H-人(1 R - r )11(3-1)-f 5群斗jy 一11|_6丫-卜刁/尸/式中：E为材料的弹性模量（MPa）,对于钢：E=2.1X105 Mpa；u为材料的泊松比，对于钢：u=0.3；H为膜片弹簧自由状态下碟簧部分的内截锥高度（mm）；h为膜片弹簧钢板厚度（mm）；R , r分别为膜片弹簧的大端半径（mm）；R1，七分别为压盘加载点和支承环加载点半径（mm）。3.2.2膜片弹簧基本参数的确定1. 比值H/h的选择该比值对膜片弹簧的弹
