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1、前 言随着科技的飞速发展，特别是液压技术、电子技术在汽车领域的广泛应用，汽车传动系发生了巨大的变化。作为传动系重要组成部件之一的离合器总成，担负着传力、减震和防止系统过载等重要作用。伴随着自动变速器技术及与之相配套的离合器技术的应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操作，已成为离合器目前发展趋势。本文主要是对高级轿车的单片周布式弹簧离合器进行设计主要依据国家有关离合器设计的法规和标准。以及汽车行业国家标准手册中的标准等。根据车辆使用条件和车辆参数，按照离合器系统的设计步骤和要求，主要进行了以下工作：1）相关设计参数的选择：摩擦片外经D的确定，离合器后备系数的确定，单位压力p的确定。2
2、）总成设计：分离装置的设计，从动盘的设计（从动盘毂的设计）和圆柱螺旋弹簧设计等。目 录 摘 要I ABSTRACTII 第1章 绪 论1 第2章 设计任务及相关设计参数3 2.1 任务来源及设计依据3 2.2 设计原则和设计要求3 2.3课题内容及要求3 第3章 摩擦式离合器的结构型式及工作特性5 3.1摩擦式离合器的结构型式5 3.1.1周布弹簧离合器7 第5章 离合器零件的结构选择型及设计计算22 5.1从动盘总成22 5.1.1从动盘结构22 5.1.2从动盘总成设计22 5.1.3从动盘摩擦材料24 5.2压盘和离合器盖25 5.2.1压盘设计25 5.2.2离合器盖设计26 5.3离
3、合器的分离装置设计27 5.3.1分离杆设计27 5.3.2分离轴承及分离套筒28 5.4圆柱螺旋弹簧设计29 5.4.1结构设计要点29 5.4.2弹簧的材料及许用应力29 5.4.3 弹簧的计算30 第6章 扭转减振器简单设计22 6.1扭转减振器的结构简单介绍29 6.2减振器弹簧设计29 第7章 操纵机构设计22 7.1操纵机构设计要求29 7.2操纵机构的类型29 7.3机械式操纵机构的主参数29 第8章 结论与展望30 致谢32 参考文献33 附 录34摘 要汽车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
4、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结合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。其功用为：（1）使汽车平稳起步；（2）中断给传动系的动力，配合换挡；（3）防止传动系过载。本文主要是对高级轿车的单片周布式弹簧离合器进行设计，根据车辆使用条件和车辆参数，按照离合器系统的设计步骤和要求，主要进行了以下工作：选择相关设计参数主要为：摩擦片外径D的确定，离合器后备系数的确定，单位压力P的确定。并进行了总成设计主要为：分离装置的设计，从动盘的设计（从动盘毂的设计）和圆柱螺旋弹簧的设计等。关键词：飞轮，离合器，设计ABSTRACTAutomobile Clutch
5、 in the engine and gearbox between the flywheel shell with screw will be fixed in the clutch assembly after the plane of the flywheel，clutch gearbox output shaft is the input shaft.In the process of moving vehicle, the driver may need Pedal or release the clutch pedal so that the engine and gearbox
6、temporary separation and progressive joint to cut off the engine or transmission to the transmission input power. Its function as:(1) the car a smooth start; (2) to interrupt the transmission of power to meet the shift; (3) to prevent transmission of the overload.This paper is the single-car high-le
7、vel cloth-spring clutch design, According to traffic conditions and vehicle parameters in accordance with the clutch system of steps and requirement, mainly for the following works: Select the design for the main parameters: the determination of friction-diameter D, the determining factor clutch res
8、erve , the pressure on the units identified P. And the design of the main assembly :the separation device design, set design and follower (the hub-driven design)and cylindrical coil spring design.Keywords:Flywheel, Clutch, designI第1章 绪 论离合器位于发动机离心力作用下使蹄紧贴鼓面。蹄-鼓式离合器用的摩擦元件是木块、皮革带等，蹄-鼓式离合器的重量较锥形离合器轻。无论
9、锥形离合器或蹄-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。现今所用的盘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，汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击。早期的设计中，多片按成对布置设计，一个钢盘片对着一青铜盘片。采用纯粹的金属的摩擦副，把它们浸在油中工作，能达到更为满意的性能。浸在油中的盘片式离合器，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，使得盘片式离合器可以传递更大的
10、转矩，能经受更高的温度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用较小的摩擦面积达到较大的输出转矩，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，直到进入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。于技术设计上的缺陷，造成了单片离合器在接合时不够平顺的问题。第一次世界大战后初期，单片离合器的从动盘金属片上是没有摩擦面片的，摩擦面片是贴附在主动件飞轮和压盘上的，弹簧布置在中央，通过杠杆放大后作用在压盘上。后来改用多个直径较小的弹簧，沿着圆周布置直接压在压盘上，成为现今最为通用的螺旋弹簧布置方法。这种布置在设计上带来了实实在在的好处，使压盘上的弹簧的
11、工作压力分布更均匀，并减小了轴向尺寸。多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首选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，而且由于在结构上采取一定措施，已能做到接合盘时平顺，因此现在广泛采用于大、中、小各类车型中。如今单片干式离合器在结构设计方面相当完善。采用具有轴向弹性的从动盘，提高了离合器原有基础上得到不断改进，客用车上越来越多地采用具有双质量飞轮的扭转减振器，能更好地降低传动系的噪声。对于重型离合器，由于商用车趋于大型化，发动机功率不断加大，但离合器允许加大尺寸的空间有限，离合器的使用条件越来越严峻，增加离合器传扭能力
12、，提高使用寿命，简化操作，已成为重型离合器当前的发展趋势。为了提高离合器的传扭能力，在重型汽车上可采用双片干式离合器。从理论上讲，在相同的径向尺寸下，双片离合器的传扭能力和使用寿命是单片的2倍。但受到其他客观因素的影响，实际的效果要比理论值低一些。近年来湿式离合器在技术上不断改进，在国外某些重型车上又开始采用多片湿式离合器。与干式离合器相比，由于用油泵进行强制冷却的结果，摩擦表面温度较低(不超过93)，因此，起步时长时间打滑也不致烧损摩擦片。查阅国内外资料获知，这种离合器的使用寿命可达干式离合器的5-6倍，但湿式离合器优点的发挥是一定要在某温度范围内才能实现的，超过这一温度范围将起负面效应。目
13、前此技术尚不够完善。离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动力传递。其主要作用为2：（1） 汽车起步时将发动机与传动系平顺地结合，确保汽车平稳起步；（2） 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；（3） 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；（4） 有效地降低传动系中的振动和噪声。离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质（液力耦合器），或是利用磁力传动（电磁离合器）来传递转矩，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐结合，在传动过程中又允许两部分互相转动。目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器（简称摩擦离合器）。摩擦离合器
14、主要由主动部分（发动机飞轮、离合器盖和压盘）、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。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于结合状态并能传递动力的既不能结构，操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。由于离合器在汽车上的重要作用，因此其设计应满足以下要求3；1)在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备。2)接合时要平顺柔和，以保证汽车起步时没有抖动和冲击。3)分离时要迅速、彻底。4)离合器从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡 和减小同步器的磨损。5)应有足够的吸热能力和良好的通
15、风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命。6)应使传动系避免扭转共振，并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力。7)操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。8)作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能。9)应有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、寿命长。10)结构应简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。3第2章 设计任务及相关设计参数2.1 设计任务及依据设计任务：根据重庆交通大学2012届毕业设计选题，选择了高级轿车单片周布式弹簧离合器设计。设计依据：国家有关离合器设计的法规和标准，以及汽车行业国家标准手册中的标准等。2.2 设计原则和设计要求设计原则3：（1）通过对离合器进行设计，以满足动力系统分离和结合的要求。（2）产品设计应符合国家有关标准，在满足使用性能的前提下零件尽可能采用国内先进技术和成熟的产品，保证产品的通用化和系列化。除此之外由于离合器的重要性其设计还应满足离合器的设计要求：（1)在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩，
