离合器设计说明书

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1、第一章 绪论现代汽车工业具有世界性，是开发型的综合工业，竞争也越来越激烈。我国自1953年创建第一汽车制造厂至今，已有130多家汽车制造厂，700多家汽车改装厂。随着我国国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，对汽车的使用功能不断提出新的要求。目前大部分汽车采用离合器作为汽车的动力传递机构。离合器的发展概况在采用离合器的传动系统中，早期离合器的结果形式是锥形摩擦离合器。锥形摩擦离合器传递扭矩的能力，比相同直径的其他结构形式的摩擦离合器要大。但是，其最大的缺点是从动部分的转动惯量太大，引起变速器换挡困难。而且这种离合器在接合时也不够柔和，容易卡住。次后，在油中工作的所谓湿式的多片离合器逐渐取

2、代了锥形摩擦离合器。但是多片湿式摩擦离合器的片与片之间容易被油粘住（尤其是在冷天油液变浓时更容易发生），导致分离不彻底，造成换挡困难。所以它又被干式所取代。多片干式摩擦离合器的主要优点是由于接触面数多，故接合平顺柔和，保证了汽车的平稳起步。但因片数较多，从动部分的转动惯量较大，还是感到换挡不够容易。另外，中间压盘的通风散热不良，易引起过热，加快了摩擦片的磨损甚至烧伤和破裂。如果调整不当还可能引起离合器分离不彻底。多年的实践经验使人们逐渐趋向于采用单片干式摩擦离合器。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。而且只要在结构上采取一定措施，也能使其接合平顺。

3、因此，它得到了极为广泛的应用。为了实现离合器的自动操纵，有自动离合器。采用自动离合器时可以省去离合器踏板，实现汽车的“双踏板”操纵。与其他自动传动系统（如液力传动）相比，它具有结构简单，成本低廉及传动效率高的优点。因此，在欧洲小排量汽车上曾得到广泛的应用。但是在现有自动离合器的各种结构中，离合器的摩擦力矩的力矩调节特性还不够理想，使用性能不尽完善。例如，汽车以高档低速上坡时，离合器往往容易打滑。因此必须提前换如低档以防止摩擦片的早期磨损以至烧坏。这些都需要进一步改善。随着汽车运输的发展，离合器还要在原有的基础上不断改进和提高，以适应新的使用条件。从国外的发展动向来看，近年来汽车的性能在向高速发

4、展，发动机的功率和转速不断提高，载重汽车趋向大型化，国内也有类似的情况。此外，对离合器的使用要求也越来越高。所以，增加离合器的传扭能力，提高其使用寿命，简化操作，已经成为目前离合器的发展趋势。 第二章 方案论证第一节 选定离合器的车型本次设计所选车型 大众polo1.4mt该车主要参数如下表：表2-1大众polo1的主要性能参数发动机型号EA111最大扭矩（Nm）126/3800最大功率（Kw/rpm）55/5000最高车速（Km/h）130变速器一档传动比3.45主减速器传动比3.88整备质量（Kg）1127满载质量（Kg）1615轮胎型号165/70 R14LT第二节 离合器设计基本要求为

5、了保证离合器具有的工作性能，设计离合器应满足如下基本要求：(一) 在任何行使条件下，既能可靠地传递发动机最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载；(二) 接合完全、平顺、柔和，使汽车起步时无抖动、无冲击，分离彻底、迅速；(三) 工作性能（最大摩擦力矩或后备系数）稳定，即作用在摩擦片上的总压力不应因摩擦表面的磨损而有明显的变化，摩擦系数在离合器工作过程中应力求稳定；(四) 从动部分的转动惯量要小，以减小挂档时的齿轮冲击，便于换档和减小同步器的磨损；(五) 应能避免和衰减传动系的扭振，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力；(六) 应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

6、致过高，延长其使用寿 命通风；(七) 操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳；(八) 具有足够的强度，工作可靠、使用寿命长；(九) 力求结构简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便；(十) 设计时要注意对旋转件的动平衡要求和离心力的影响。 第三节 确定离合器的结构型式一 摩擦离合器机构型式的选择汽车离合器有摩擦式、电磁式和液力式三种类型。其中，摩擦式的应用最广泛。现代汽车摩擦离合器的典型结构型式是单片或双片干式，它由从动盘、压盘、压盘驱动装置、压紧弹簧（有沿圆周均布的圆柱螺旋弹簧、中央布置的锥形或圆柱螺旋弹簧和膜片弹簧等）、离合器盖、分离杠杆、分离轴承等构成。本次设计选定的机构型式为

7、单片摩擦式。二 从动盘数及干、湿式的选择（一） 单片干式摩擦离合器如图2-2，2-3，2-4所示，其结果简单，调整方便，轴向尺寸紧凑，分离彻底，从动件转动惯量小，散热性好，采用轴向有弹性的从动盘时也能接合柔顺。因此，广泛用于各级轿车及微、轻、中型客车与货车上，在发动机转矩不大于1000Nm的大型客车和重型货车上也有所推广。当转矩更大时可以采用双片离合器。（二） 双片干式摩擦离合器 如图2-4所示。与单片离合器相比，由于摩擦面增多使传递转矩的能力增大，接合也更平顺、柔和；在传递相同转矩的情况下，其径向尺寸较小，踏板力较小。但轴向尺寸加大且结构复杂；中间压盘的通风散热性差易引起过热而加快摩擦片的磨

8、损甚至烧伤碎裂；分离行程大，调整不当分离也不易彻底；从动件转动惯量大易使换档困难等。仅用于传递的转矩大且径向尺寸受到限制时。（三） 多片湿式离合器摩擦面更多，接合更加平顺柔和；摩擦片浸在油中工作，表面磨损小。但分离行程大、分离也不易彻底，特别是在冬季油液粘度增大时；轴向尺寸大；从动部分的转动惯量大，故过去未得到推广。近年来，由于多片湿式离合器在技术方面的不断完善，重型车上又有采用，并有不断增加的趋势。因为它采用油泵对摩擦表面强制冷却，使起步时即使长时间打滑也不会过热，起步性能好，据称其使用寿命可较干式高出56倍。通过各结构优缺点的比较及本次设计所针对的车型,故本次设计选用的是单片干式摩擦离合器

9、。图2-1 双片离合器 图2-2 拉式膜片弹簧离合器 图2-3 膜片弹簧离合器 图2-4 单片离合器第三章设计计算及参数的选择第一节 离合器基本结构参数的选择一 摩擦片设计离合器摩擦片在性能上应满足如下要求：1） 摩擦因数较高且稳定，工作温度、单位压力、滑磨速度的变化对其影响要小；2） 有足够的机械强度与耐磨性；3） 密度小，以减小从动盘的转动惯量；4） 热稳定性好，在高温下分离出的粘合剂少，无味，不易烧焦；5） 磨合性能好不致刮伤飞轮和压盘表面；6） 接合时应平顺，不产生“咬合”或“抖动”现象；7） 长期停放后，摩擦面不发生“粘着”现象。摩擦片的外径是离合器的重要参数。它对离合器的轮廓尺寸有

10、决定性的影响，并根据离合器能全部传递发动机的最大转矩来选择。为了能可靠地传递发动机的最大的转矩Temax，离合器的静摩擦力矩Tc应大于发动机的最大转矩Temax，而离合器传递的最大静摩擦力矩Tc又取决于其摩擦面数Z、摩擦系数f、作用在摩擦面上的总压紧力与摩擦片平均半径Rm，即Tc=Temax=1.5.126=189N.M式中 离合器的后备系数。（一） 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转矩的可靠程度。在选择时应考虑以下几点：1） 摩擦片在使用中磨损后，离合器还应能可靠地传递发动机的最大转矩。2） 要防止离合器滑磨过大3） 要能防止传动系过载显然，为了可

11、靠地传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大，不宜选取太小；为了使离合器尺寸不致过大，减少传动系过载，保证操纵轻便，又不能选取太大；当发动机后备功率较大，使用条件较好时，可选择小些；当使用条件恶劣，需要拖带挂车时，为提高起步能力，减少离合器磨损，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，选取的值可以比螺旋弹簧的小些；双片离合器的值应大于单片离合器。各类汽车值的选取范围通常为：轿车和微型车、轻型货车=1.201.75中型和重型货车=1.502

12、.25越野车、带拖挂的重型汽车和牵引汽车=1.804.00根据上述原因及所选车型，选取=1.50。（二） 单位压力单位压力对离合器工作性能和使用寿命有很大的影响，选取时应考虑离合器的工作条件，包括发动机的后备功率大小，摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。离合器使用频繁，发动机后备系数较小时，应取小些；当摩擦片外径缴大时，为了降低摩擦片外缘处的热负荷，应取小些；后备系数较大时，可适当增大。当摩擦片采用不同材料时，按下列范围选取：石棉基材料：=0.100.35MPa粉末冶金材料：=0.350.60MPa 金属陶瓷材料：=0.701.5MPa根据所选车型及摩擦片所用材料，选取 0.10mp 1

13、.50mp 本次取=0.30MPa。（三） 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=2R=2.5= (3-2)式中：发动机的最大转矩 f摩擦系数 z摩擦面数或由经验公式得： 由选车型得KD=14.6= 126Nm，D=163.88mm在同样外径时，选用较小的内径d虽可增大摩擦面积，提高传递转矩的能力，但是会使摩擦面上的压力分布不均匀，使内外沿圆周的相对滑磨速度差别太大而造成摩擦面磨损不均匀，且不利于散热和扭转减振器的安装。摩擦片尺寸应符合尺

14、寸系列标准GB57641998（汽车用离合器面片），所选的D应使摩擦片最大圆周速度不超过6570m/s，以免摩擦片发生飞离。所以由计算所得D值及参照摩擦片尺寸系列标准GB57641998，最后选定摩擦片的尺寸为下表表3-1选定的摩擦片的尺寸外径D（mm）内径d(mm)厚度h(mm)C=1-单位面积F（cm）1801253.50.6940.667131.75（四） 摩擦片的校核：1、摩擦片外径D（mm）的选取应使最大圆周速度不超过6570m/s，即 (3-3)式中，为摩擦片的最大圆周速度（m/s）；n为发动机最高转速（r/min）。 将n=5000r/min，D=180mm，代入（3-3）式得： VD=47.1m/s0.28不满足要求