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1、 ?汽车设计?课程设计题目: 汽车离合器设计 专 业： 车辆工程 班 级： 083班 学 号： 202100205* 姓 名： 姚* 指导老师： 韦* 完成日期： 2021年11月15日 一、目录二、前言2三、正文.3任务与背景分析31根据参数，确定离合器形式42离合器主要参数确实定42.1 后备系数42.2 单位压力42.3 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b42.4 摩擦因数f、离合器间隙t53摩擦片尺寸校核与材料选择。53.1 判断d/D：53.2 判断D是否符合要求：53.3 判断d是否符合要求：5扭转减震器的设计：64扭转减震器选型：7扭转减震器主要参数确实定65减震弹簧尺寸确定7减振
2、弹簧的分布半径R07减振弹簧尺寸7弹簧中径Dc7单个减震器的工作压力P7弹簧钢丝直径d8减振弹簧刚度k8减振弹簧有效圈数8减振弹簧总圈数n8减振弹簧最小高度8全部减震弹簧总的工作负荷8单个减震弹簧的工作负荷P8减震弹簧总变形量9减震弹簧自由高度9减震弹簧预变形量9减震弹簧安装高度9从动片相对从动毂的最大转角96膜片弹簧的设计96.1 膜片弹簧的根本参数的选择96.1.1 比值 和h的选择96.1. 2比值和R、r的选择106.1.3 的选择106.1.4 别离指数目n的选取106.1.5 膜片弹簧小端内半径 及别离轴承作用半径 确实定106.1.6 切槽宽度1、2及半径106.1.7 压盘加载
3、点半径 和支承环加载点半径 确实定116.2 膜片弹簧的弹性特性11136.3.1 B点：136.3.2 A点：146.3.3 C点：146.4 强度校核147从动盘总成的设计157.1 从动盘毂157.2 从动片167.3 波形片和减振弹簧168压盘设计168.1 离合器盖168.2 压盘16别离轴承17(9) 总结1710致谢1711参考文献17二、前言设计的背景：离合器是汽车传动系中的重要部件，主要功用是是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车平稳起步，保证传动系统换挡时工作平顺以及限制传动系统所承受的最大转矩，防止传动系统过载。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
4、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，对于它的研究已经变得越来越重要。此设计说明书详细的说明了轻型汽车膜片弹簧离合器的结构形式，参数选择以及计算过程。汽车构造第五版下册设计的目的和意义：本次设计，我力争把离合器设计系统化，让离合器在任何行驶条件下，既能可靠的传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储藏，又能防止过载。结合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。别离是要迅速、彻底。从动局部转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步器的磨损。应有猪狗的吸热能力和良好的通风效果，以保证工
5、作温度不致过高，延长寿命。操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。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。为离合器设计者提供一定的参考价值三、正文设计任务书1广泛查阅离合器资料，参考车型，根据使用条件，确定离合器结构，进行膜片弹簧离合器的总体结构设计。2确定膜片弹簧的结构参数，对压盘、摩擦盘和离合器壳体的结构、参数进行选择，对主要的零部件进行强度计算。3绘制一张A3图纸离合器膜片弹簧图。5完成设计说明书。任务与背景分析由于本人学号在班上的排名为23，所以选择方案：汽车型号发动机最大功率整备质量发动机最大扭矩轮胎规格 最高车速车轮半径最高转速后桥主减速器比载重量变速器挡的传动比本
6、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，且可减轻别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别离杠杆的作用，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
7、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。压盘驱动方式采用传动片式是因为其没有太明显的缺点且简化了结构，降低了装配要求有有利于压盘定中。1根据参数，确定离合器形式从动盘数：由于设计的是乘用车，发动机扭矩一般不大，所以选择：单片离合器。压紧弹簧和布置形式选择：综上所述，本次设计选择推式膜片弹簧离合器。离合器设计：2离合器主要参数确实定 后备系数由于所设计的离合器为膜片弹簧离合器，在
8、使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小开始时还有些增加，再加上小轿车的后备功率比拟大，使用条件较好，宜取较小值，故初取。 单位压力查?汽车设计?表2-2,选择粉末冶金材料铁基，取： 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b查?汽车设计?表2-3，得乘用车的直径系数由公式估算得：根据?汽车设计课程设计指导书?王国权，龚国庆编著，机械工业出版社出版表2-5可知，摩擦片圆环形推荐值外径D/mm内径d/mm厚度t/mm单面面积a/cm2225150221250155302取D=250mm，d=155 摩擦因数f、离合器间隙t5 离合器间隙一般为34mm， 此处取 t=3mm选用单片从动片所以摩擦面数取
9、Z=23摩擦片尺寸校核与材料选择。3.1 判断d/D：因为：d/D=155/250=0.62, 符合d/D=0.70)的要求！3.2 判断D是否符合要求： 因为发动机的最高转速为：6000(r/min), 故根据?汽车设计?王望予编著，机械工业出版社出版公式2-10得： 所以D当慎重选择！3.3 判断d是否符合要求： 为了保证扭转减震器的安装，摩擦片内径d必须大于减震器弹簧位置直径2R0约50mm即：d2R0+50mm先确定R0：一般 R0=0.60-0.75d/2，此处取：R0d/2，所以：R0=0.60*155/2=4(mm)，即： 2R0+50=143mm，而d=155mm，所以：d2R
10、0+50mm符合！参考：?汽车设计?王望予编著，机械工业出版社出版-Page623.4 为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片外表温度过高而发生烧伤，离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许可值，即： ， ，W为汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功J，可以由下式求的： 计算时，对于乘用车ne=2000r/min，由以上公式求得：W= J，w= 0.23J/mm2,，所以：ww,符合要求！参考：?汽车设计?王望予编著，机械工业出版社出版公式2-12和2-13为反响离合器传递的转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值，即： 而： ，由公式得：TC0=27故根据?
11、汽车设计?王望予编著，机械工业出版社出版表2-5许用单位面积滑2磨转矩T的要求外径D/mm210210250250325320Tx10-2/N.m/mm2知，因为D=250mm，TCO3，所以TCOTCO符合要求！扭转减震器的设计：4扭转减震器选型：根据?汽车设计?王望予编著，机械工业出版社出版选：单级线性减震器。4.1扭转减震器主要参数确实定4极限转矩Tj 根据?汽车设计?王望予编著，机械工业出版社出版式231知，极限转矩受限于减振弹簧的许用应力等因素，与发动机最大转矩有关，一般可取，Tj=(1.52.0) ，对于乘用车，系数取2.0。 138=276(N.m)4扭转刚度k根据?汽车设计?王
12、望予编著，机械工业出版社出版式235可知，由经验公式初选 k Tj ，那么： 阻尼摩擦转矩T，预紧转矩Tn根据?汽车设计?王望予编著，机械工业出版社出版式236可知, 可按公式初选T，T0.060.17 ，此处取T =13.8(Nm)。减振弹簧在安装时都有一定的预紧。根据?汽车设计?王望予编著，机械工业出版社出版式237知，Tn0.050.15 且Tn T，因为：0.050.15 =6.920.7N/m，此处取：Tn16N/m减振弹簧的位置半径R0 由以上知：R0=mm 减振弹簧个数Zj 根据?汽车设计?王望予编著，机械工业出版社出版表26知，当摩擦片外径D 250mm时，Zj=46，故取Zj=4减振弹簧总压力F当减振弹簧传递的转矩到达最大值Tj时，减振弹簧受到的压力F 为：F Tj/R0=267/(N)5减震弹簧尺寸确定。0即为减振器根本参数中的R0 R0=4mm5.2减振弹簧尺寸弹簧中径Dc根据?汽车离合器?徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版知，其一般由布置结构来决定，通常Dc=1115mm，此处取：Dc=12mm单个减震器的工作压力P 弹簧钢丝直径d 式中，扭转许用应力 可取550600Mpa,所以有公式求得： d=4.35(mm)减振弹簧刚度k，应根据已选定的减振器扭转刚度值k 及其布置尺寸R0确定，即：求得：减振弹簧有效圈数 根据?汽车离合器?徐石安，
