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1、课程设计作业 学 期： 20122013学年第一学期 课程名称： 汽 车 设 计 任课教师： 贾永刚 班 级： 学 号： 姓 名： 2013年 12月 6日金陵科技学院 目录目 录题目：轿车离合器设计I第一章 绪论11.1 研究背景11.2 离合器的组成21.3 离合器的功用41.4 离合器的工作原理41.5 膜片弹簧离合器的优点41.6 设计基本要求5第二章 离合器基本结构尺寸和参数的选择62.1 摩擦片的选择62.2 离合器后备系数62.3 单位压力72.4 摩擦片外径、内径及其它尺寸的确定82.5 所选离合器基本参数的确定9第三章 离合器零件的结构选型及设计计算113.1 从动盘总成设计
2、113.2 离合器盖总成设计13第四章 膜片弹簧设计184.1 膜片弹簧的结构特点184.2 膜片弹簧的加载方式和弹性变形特性184.3 膜片弹簧主要参数的选择204.4 绘制膜片弹簧的特性曲线214.5 确定膜片弹簧的工作点位置234.6 求离合器彻底分离时分离轴承作用的载荷234.8 膜片弹簧强度校核244.9 膜片弹簧材料及制造工艺25第五章 总结26参考文献28附图29汽车设计 金陵科技学院题目：轿车离合器设计1、整车性能参数驱动形式42前轮轴距 2471mm轮距前/后 1429/1422mm整车质量 1060kg最高车速 180km/h最大爬坡度 35%最小转弯直径 11m最大功率/
3、转速 74/5800kw/rpm最大转矩/转速 150/4000Nm/rpm轮胎型号 185/60R14T手动5挡2、具体设计任务1）广泛查阅离合器资料，根据使用条件，确定离合器的结构，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、参数及材料进行选择，对主要零部件进行强度计算。3）绘制所有零件图和装配图。4）完成6千字的设计说明第 29 页 共 33 页金陵科技学院 第一章 绪论第一章 绪论1.1 研究背景离合器是汽车传动系的重要部件。汽车从启动到行驶的整个过程中，离合器它的作用是使发动机与变速器之问能逐渐接合从而保证汽车平稳起步；替时切断发动
4、机与变速器之间的联系以便于换档和减少换档时的冲击：当汽车紧急制动时能起分离作川，防止变速器等传动系统过载，起到一定的保护作用：离合器类似开关接合或断离动力传递作用，因此任何形式的汽车都有离合装置，只是形式不同而已。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完善，离合器产品不论是性能结构方面还是生产制造方面都发生了很大变化。1981年，法国人制成了摩擦片式离合器，此后浸在油中工作的湿式多片离合器逐渐取代了锥形离合器，但
5、多片湿式摩擦离合器的片与片之间容易被油粘住，致使离合器分离不彻底，造成换档困难，所以它又逐渐被干式多片离合器取代。多片干式离合器的住要优点是由于接触面多，故接合平顺柔和，保证了汽车的平稳起步；但因片数多，从动部分的转动惯量大，还是感到换档不够容易 。另外，中间压盘的通风散热不良，容易引起过热，加快了离合器的磨损，甚至烧伤和碎裂，如果调整不当还可能引起离合器分离不彻底。随着汽车运输业的发展，离合器还要在原有的基础上不断提高改进，一适应新的使用条件。从国外的发展动向来看，近年来车辆在性能上向高速发展，发动机的功率和转速不断提高，载货汽车趋于大型化，国内也有类似情况。此外，随着汽车发动机转速功率的不
6、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，离合器的使用条件也越来越苛刻。从提高离合器性能的角度出发，传统推式膜片弹簧离合器的结构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形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，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。 在离合器的操纵机构中，由于重型和中型汽车的离合器压紧弹簧的压紧力很大，人们又采取各种助力装置来减轻驾驶员的劳动强度，如日本产TKL20型重型汽车采用弹簧助力；红岩CQ261和北京BJ370等重型车采用气压助力等。汽车传动系的设计对汽车的动力学和燃油经济性
7、有着重大影响，而离合器又是汽车传动系中的重要部件。在离合器设计中，合理地选择离合器的结构型式和设计参数不仅保证了其在任何情况下都能可靠地传递发动机转矩，还使其有足够的使用寿命。1.2 离合器的组成如图1所示，离合器由主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构五部分组成。图1 离合器的基本组成(一)主动部分：离合器、压盘离合器盖6用螺钉固定于飞轮4上，压盘5沿圆周上的凸起伸入盖6的窗孔中，将分离轴承9可沿窗孔作轴向滑动。这样，曲轴旋转，便通过飞轮、离合器盖带动压盘一起转动，构成离合器的主动部分。(二)从动部分：从动盘、从动轴双面带摩擦衬片的从动盘通过滑动花键套在从动轴(变速器输入轴)上。(
8、三)压紧装置：压紧弹簧沿圆周均布的压紧弹簧16装在离合器盖和压盘之间，把压盘和从动盘压向飞轮。(四)分离机构：分离杠杆、分离轴承、分离套筒、分离叉分离杠杆7外端和中部分别铰接于压盘和离合器盖上。分离轴承9和分离套筒压装成一体，松套在从动轴的轴套上。分离叉11是中部有支点的杠杆。(五) 操纵机构：踏板、拉杆等1.3 离合器的功用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：1.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；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
9、振动和噪声。1.4 离合器的工作原理离合器在接合状态时，发动机扭矩自曲轴传出，通过飞轮和压盘借摩擦作用传给从动盘，在通过从动轴传给变速器。当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆，分离叉、分离套筒和分离轴承，将分离杠杆的内端推向右方，由于分离杠杆的中间是以离合器盖上的支柱为支点，而外端与压盘连接，所以能克服压紧弹簧的力量拉动压盘向左，这样，从动盘两面的压力消失，因而摩擦力消失，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处于分离状态。当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此时压紧弹簧就推动压盘向右，仍将从动盘压紧在飞轮上，这样发动机的扭矩又传入变速器。1.5 膜片弹簧离合器的优点膜片
10、弹簧离合器在技术上比较先进，经济性合理，同时其性能良好，使用可靠性高寿命长，结构简单、紧凑，操作轻便。在保证可靠地传递发动机最大扭矩的前提下，有以下优点： （1）结合时平顺、柔和，使汽车起步时不震动、冲击；（2）离合器分离彻底；（3）从动部分惯量小，以减轻换档时齿轮副的冲击；（4）散热性能好；（5）高速回转时只有可靠强度；（6）避免汽车传动系共振，具有吸收震动、冲击和减小噪声能力；（7）操纵轻便；（8）工作性能（最大摩擦力矩和后备系数保持稳定）；（9）使用寿命长。1.6 设计基本要求为了保证离合器具有良好的工作性能，对汽车离合器设计提出如下基本要求：(1)在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的
11、最大转矩，并且还有一定的传递转矩余力。(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)能作到分离时，彻底分离，接合时柔和。(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)从动部分的转动惯量尽量小一些。这样，在分离离合器换档时，与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化，从而减轻齿轮间冲击。(6)具有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命。(7)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。(8)操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。(9)作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因
12、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。(10)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。(11)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。金陵科技学院 第二章 离合器基本参数的确定第二章 离合器基本结构尺寸和参数的选择2.1 摩擦片的选择单片离合器因为结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底接合平顺，所以被广泛使用于轿车和中、小型货车，因此该设计选择单片离合器，摩擦片数。2.2 离合器后备系数后备系数是离合器设计时用到的一个重要参数，它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
13、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。在选择时，应考虑以下几点： 1.为可靠传递发动机最大转矩，不宜选取太小；2.为减少传动系过载，保证操纵轻便，又不宜选取太大；3.当发动机后备功率较大、使用条件较好时，可选取小些；4.当使用条件恶劣，为提高起步能力、减少离合器滑磨，应选取大些；5.汽车总质量越大，也应选得越大；6.发动机缸数越多，转矩波动越小，可选取小些；7.膜片弹簧离合器选取值可比螺旋弹簧离合器小些；8.双片离合器的应大于单片离合器；9.不同车型的值应在一定范围内，最大范围为1.24.0显然，为可靠传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大，不宜选取太
14、小；为使离合器尺寸不致过大，减少传动系过载，保证操纵轻便，又不宜选取太大；当发动机后备功率较大、使用条件较好时，可选取小些；当使用条件恶劣，需要拖带挂车时，为提高起步能力、减少离合器滑磨，应选取大些；货车总质量越大，也应选得越大；采用柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取的值应比汽油机大些；发动机缸数越多，转矩波动越小，可选取小些；膜片弹簧离合器由于摩擦片磨损后压力保持较稳定，选取的值可比螺旋弹簧离合器小些；双片离合器的值应大于单片离合器。汽车离合器的后备系数推荐如下（供参考）：小轿车：=1.201.3 载货车：=1.72.25 ；带拖挂的重型汽车或牵引车：=2.03.0。国外对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，在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变
