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1、轻型汽车膜片弹簧离合器设计2009年 6 月 第 IV 页摘 要本论文主要目的是按照整车设计应达到的性能参数进行离合器的匹配设计。离合器是传动系统中直接与发动机相连接的装置。它的作用是平稳接合、切断发动机和传动系之间的动力传递。离合器可以保证汽车平稳起步；避免变速器换挡时，轮齿间发生剧烈的冲击；防止传动系中各零部件由于过载而损坏。膜片弹簧离合器相对于螺旋弹簧离合器有着一系列的优点：膜片弹簧的非线性特性使在摩擦片整个磨损过程中保证压盘受到压紧力基本保持不变，保证离合器工作性能更稳定；膜片弹簧的分离指起到分离杠杆的作用，这样，省去了多组分离杠杆装置，零件数目减少，质量也减轻；在满足相同压紧力的情况
2、下，膜片弹簧的轴向尺寸较螺旋弹簧小，在有限的空间内便于布置，使离合器的结构更为紧凑；同时膜片弹簧是圆形旋转对称零件，平衡性好，在高速时，其压紧力降低很少。并且制造工艺水平的不断提高，膜片弹簧离合器越来越广泛运用在现在汽车中。离合器主要由三部分组成：主动部分、从动部分和操作机构。作者设计思路按照这三个部分依次进行，设计过程简要概述如下：1) 根据整车应达到一系列性能要求完成了汽车的总体设计。2) 根据前面的汽车总体设计结果，对离合器基本尺寸、参数进行了选择。3) 对离合器各零部件进行匹配性设计，并进行校核计算。4) 对操纵机构的选型和设计。通过对机械式操纵机构和液压式操纵机构系统适用场合和优缺点
3、的分析，选择液压式操纵机构作为该轻型汽车的操纵机构。关键词：离合器 操纵机构 压盘 膜片弹簧 非线性弹性特性AbstractThe paper mainly designs the fundamental parameters of the clutch to make better match to the total performance parameter requirement of the car.The clutch is the friction device which is connected with the engine directly in the power tr
4、ain .Its purpose is to provide smooth engagement and disengagement of the engine from manual transmission. By means of the clutch, it can make the car reasonable and comfortable start , avoid violent shock while shifting the gears inside the transmission and prevent each parts of the power train fro
5、m damaging because of overload. Diaphragm spring clutch have some advantage over spiral spring clutch: During the whole abrasion of friction plate, the nonlinearity elastic property of diaphragm spring ensures the pressing force to the plate remaining practically unchanged, Therefore, the working pe
6、rformance is much more stability. The center portion of the diaphragm spring is slit into numerous fingers that act as release levers. As several groups of the separation devices leaves out, the number of parts and the total mass decrease to some degree; under the same requirement pressing force cir
7、cumstances, the axial dimension of the diaphragm spring is shorter than the spiral spring, Therefore, the clutch can depose compactness in confined space; diaphragm spring is circular rotational symmetry part so that it can obtain good balance at high speed. Meanwhile, with the improvement of manufa
8、cturing process levels, diaphragm spring clutch application in modern cars is doomed to becoming much more popularity.The dry clutch mechanism includes three basic parts: driving member, driven member and operating members. The author performs his paper just in accordance with this turns, the proced
9、ure sum up as follows:1) According to the overall requirement of the car, the overall design is accomplished2) Based on the former overall design outcome, the fundamental structure and parameters is to be selected.3) By the best match principles, the author designs the various parts of diaphragm spr
10、ing clutch appearance and material parameters .Through checking calculation and modification again and again, the results is good.4) The operation device selecting and design. Compared the mechanical type control system with the hydraulic pressure type control system in strengths and weaknesses and
11、application range, the author selects the hydraulic pressure type control system as the light-duty vehicles operation device.Key words：Clutch Operating Mechanism Pressure plate Diaphragm Spring Nonlinearity elastic property第1章 绪 论11.1 概述11.2 汽车离合器结构的发展11.3 国内外的技术差距21.4 研究方法及结构安排3第2章 汽车总体设计52.1 汽车形式的
12、选择52.2 汽车主要参数的选择52.3 发动机的选择12第3章 离合器初步结构设计153.1 离合器功用原理及设计要求153.2 离合器结构方案的分析173.3 离合器主要参数的选择19第4章 离合器从动盘总成设计224.1 从动片设计224.2 从动盘毂设计234.3 摩擦片设计24第五章 膜片弹簧的设计295.1 膜片弹簧的概念及弹性特性295.2 膜片弹簧基本参数的选择305.3 膜片弹簧的工作点位置确定及强度校核31第6章 压盘和离合器盖设计356.1 压盘设计356.2 传动片设计及强度校核366.3 离合器盖设计396.4 分离轴承总成39第7章 离合器操纵机构设计41结 论44
13、致 谢45参考文献46 第 3 页 第1章 绪 论1.1 概述在以内燃机作为动力的机械传动汽车中，无论是AMT或MT,离合器都作为一个独立部件而存在，它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦离合器是依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。随着汽车发动机转速、功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适合发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成
14、为离合器发展趋势。1.2 汽车离合器结构的发展在早期研发的离合器结构中，锥形离合器最为成功。它的原形设计曾装在1889年德国戴姆勒公司生产的钢质车轮的小汽车上。它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件。对当时来说锥形离合器的制造比较容易，摩擦面容易修复。它的摩擦材料曾用过驼毛带、皮革带等。那时也曾出现过蹄-鼓式离合器来代替锥形离合器。但无论锥形离合器、还是蹄-鼓式离合器，都容易造成分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。现在所有的盘片式离合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到1925年以后才出现的。多片离合器最主要的优点是，在汽车起步时离合器的结合比较平顺，无冲击。早期的设计
15、中，多片按成对布置设计，一个钢盘片对着一青铜盘片。采用纯粹的金属对金属的摩擦副，把它们浸在油中工作，能达到更加满意的性能。浸在油中的盘式离合器，盘子直径不能太大，以避免在高速时把油甩掉。此外，油也容易把金属盘片粘住，不易分离。但毕竟还是优点大于缺点。因为在当时，许多其他离合器还在原创阶段，性能很不稳定。石棉基摩擦材料的引入和改进，使得盘式离合器可以传递更大的转矩，能耐受更高的温度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用较小的摩擦面积，因而可以减少摩擦片数，这是由多片离合器向单片离合器转变的关键。20世纪20年代末，只到进入30年代时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上才使用多片离合器。实际上早在1920年就出现了单片式离合器，但由于当时技术设计上的缺陷，造成了单片离合器在结合时不够平顺等问题。但是，单片干式离合器结构紧凑，散热良好，转动惯量小，所以以内燃机为动力的汽车经常采用它，尤其是成功地开发了价格便宜的冲压件离合器盖以后更是如此。多年的实际经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首先单片干式摩擦离合器，因为它具有从动部分转动惯量小、散热性好、结构简单、调整方便、尺寸紧凑、分离彻底等优点，而且由于在结构
