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1、第一章 前言1.1 概述对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动中是作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系干脆及发动机相连接的总成。目前，各种汽车广泛运用摩擦离合器是一种依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分别的装置。离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动力传递。主要功用：(1) 汽车起步时将发动机及传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；(2) 在换挡时将发动机及传动系分别，削减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。1.1.1 离合器设计的原则1.在任何行驶条件下均能牢靠地传递发动机的最大
2、转矩，并有适当的转矩储备；2.接合时要平顺柔软，以保证汽车起步时没有抖动和冲击；3.分别时要快速、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，便于换挡和削减同步器的磨损；5.应有足够的吸热实力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其运用寿命；6.应使传动系避开扭转共振，并具有汲取振动、缓和冲击和减小噪声的实力；7.作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在运用过程中变更要尽可能小，以保证有稳定的工作性能；8.操纵轻巧、精确，以减轻驾驶员的疲惫；9.应有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作牢靠、寿命长；10.结构简洁、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、修理
3、、调整便利等。1.1.2 离合器的组成1. 主动部分 主动部分包括飞轮、离合器盖、压盘等机件组成。这部分及发动机曲轴连在一起。离合器盖及飞轮靠螺栓连接，压盘及离合器盖之间是靠34个传动片传递转矩的 2. 从动部分 从动部分是由单片、双片或多片从动盘所组成，它将主动部分通过摩擦传来的动力传给变速器的输入轴。从动盘由从动盘本体，摩擦片和从动盘毂三个基本部分组成。为了避开转动方向的共振，缓和传动系受到的冲击载荷，大多数汽车都在离合器的从动盘上附装有扭转减震器。 3. 扭转减振器 离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了从动盘两侧的摩擦片，带动从动盘本体和及从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。
4、从动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对于从动盘本体和减振器盘来回转动，夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来。 具体D=W=G图=纸：三 二 1爸 爸 五 四 0 六全 套 资 料 低 拾10快起为了使汽车能平稳起步，离合器应能柔软接合，这就须要从动盘在轴向具有肯定弹性。为此，往往在动盘本体圆周部分，沿径向和周向切槽。再将分割形成的扇形部分沿周向翘曲成波浪形，两侧的两片摩擦片分别及其对应的凸起部分相铆接，这样从动盘被压缩时，压紧力随翘曲的扇形部分被压
5、平而渐渐增大，从而达到接合柔软的效果。 4. 压紧机构 压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧组成，及主动部分一起旋转，它以离合器盖为依托，将压盘压向飞轮，从而将处于飞轮和压盘间的从动盘压紧。 5. 操纵机构 操纵机构是为驾驶员限制离合器分别及接合程度的一套专设机构，它是由位于离合器壳内的分别杠杆（在膜片弹簧离合器中，膜片弹簧兼起分别杠杆的作用）、分别轴承、分别套筒、分别叉、回位弹簧等机件组成的分别机构和位于离合器壳外的离合器踏板及传动机构、助力机构等组成。6.离合器的工作原理发动机飞轮是离合器的主动件，带有摩擦片的从动盘和从动毂借滑动花键及从动轴（即变速器的主动轴）相连。压紧弹簧则将从动盘压紧在飞
6、轮端面上。发动机转矩即靠飞轮及从动盘接触面之间的摩擦作用而传到从动盘上，再由此经过从动轴和传动系中一系列部件传给驱动轮。压紧弹簧的压紧力越大，则离合器所能传递的转矩也越大。 a.结合状态 b.分别状态图1-1 离合器工作原理图由于汽车在行驶过程中，需常常保持动力传递，而中断传动只是短暂的须要，因此汽车离合器的主动部分和从动部分是常常处于接合状态的。摩擦副采纳弹簧压紧装置即是为了适应这一要求。当希望离合器分别时，只要踩下离合器操纵机构中的踏板，套在从动盘毂的环槽中的拨叉便推动从动盘克服压紧弹簧的压力向松开的方向移动，而及飞轮分别，摩擦力消逝，从而中断了动力的传递。 当须要重新复原动力传递时，为使
7、汽车速度和发动机转速变更比较平稳，应当适当限制离合器踏板回升的速度，使从动盘在压紧弹簧压力作用下，向接合的方向移动及飞轮复原接触。二者接触面间的压力渐渐增加，相应的摩擦力矩也渐渐增加。当飞轮和从动盘接合还不紧密，二者之间摩擦力矩比较小时，二者可以不同步旋转，即离合器处于打滑状态。随着飞轮和从动盘接合紧密程度的逐步增大，二者转速也渐趋相等。直到离合器完全接合而停止打滑时，汽车速度方能及发动机转速成正比。其次章 离合器的方案选择2.1 离合器的分类汽车离合器大多是盘式摩擦离合器，按其从动盘数目可分为：单片、双片和多片三类；依据压紧弹簧布置形式不同可分为：圆周布置、中心布置和斜布置等形式；依据运用的
8、压紧弹簧不同可分为：圆柱螺旋弹簧、圆锥螺旋弹簧和膜片弹簧离合器；依据分别时所受作用力的方向不同可分为：拉式和推式两种形式。2.2 从动盘数的选择2.2.1 单片离合器单片离合器（图2-1）结构简洁，尺寸紧奏，散热良好，修理调整便利，从动部分转动惯量小，能保证分别彻底，接合平顺。适用于轿车和轻型、微型车。2.2.2 双片离合器双片离合器（图2-2）摩擦面数是单片离合器的两倍，传递转矩实力较大，但是中间压盘通风散热性不好，两片起步负载不均，因而简洁烧坏摩擦片，分别不够彻底。此结构一般用于传递转矩较大的场合。图2-1 单片离合器 图2-2 双片离合器2.2.3 多片离合器多片离合器主要用于行星齿轮变
9、速器换挡机构中。它具有接合平顺柔软、摩擦表面温度较低、磨损较小，运用寿命长等优点，主要应用于重型牵引车和自卸车上。 通过以上分析比较，微型客车选用单片干式离合器。2.3 压紧弹簧及其布置形式的选择2.3.1 圆周布置弹簧离合器圆周布置弹簧离合器的压紧弹簧均采纳圆柱螺旋弹簧，其特点是结构简洁、制造简洁。为了保证摩擦片上压力匀称，压紧弹簧数目不应太少，要随摩擦片直径的增大而增大，而且应当是分别杠杆的倍数。其缺点是压紧弹簧干脆及压盘接触，易受热退火，且当发动机转速很高时，圆周布置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使弹簧压紧力下降，离合器传递转矩实力也随之降低；弹簧靠到它的定位面上，造成接触部位严峻磨损
10、，甚至会出现断裂现象。2.3.2 中心布置弹簧离合器中心弹簧离合器采纳一到两个圆柱螺旋弹簧或用一个圆锥弹簧作为压紧弹簧，并且布置在离合器的中心，此结构轴向尺寸较大。由于可选用较大的杠杆比，因此可得到足够的压紧力，且有利于减小踏板力，使操纵轻巧。此外，压紧弹簧不及压盘干脆接触，不会使弹簧退火，通过调整垫片或螺纹简洁实现对压紧力的调整。这种结构多用于重型汽车上。2.3.3 斜布置弹簧离合器斜布置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传力盘上，并通过压杆作用在压盘上。这种结构的显著优点是在摩擦片磨损或分别离合器时，压盘所受的力几乎保持不变。及上述两种离合器相比，具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点。此结构
11、在重型汽车上已有采纳。2.3.4 膜片弹簧离合器膜片弹簧离合器（图2-3）中的膜片弹簧是一种具有特别结构的碟形弹簧，主要由碟簧部分和分别指组成。1.优点它及其它形式的离合器相比具有以下一系列优点：1）弹簧具有较志向的非线性特性（如图2-4），弹簧压力在摩擦片允许磨损范围内基本不变（从安装工作点B变更到A点），因而离合器工作时能保持传递转矩大致不变；对于圆柱螺旋弹簧，其压力大大下降（从B点变更到 C点）。离合器分别时，弹簧压力有所降（从B点变更到C点），从而降低了踏板力；对于圆柱螺旋弹簧，压力则大大增加（从B点变更到C 点）。 2）膜片弹簧兼起压紧弹簧和分别杠杆的作用，使结构简洁紧凑，轴向尺寸小
12、，零件数目少，质量小。3）高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能稳定；而圆柱螺旋弹簧压紧力明显下降。4）由于膜片弹簧大断面环形及压盘接触，故其压力分布匀称，摩擦片磨损匀称，运用寿命长。5）易于实现良好的通风散热，运用寿命长。6）平衡性好。7）有利于大批量生产，降低制造成本。2.缺点1）制造工艺困难，对材质和尺寸精度要求高。2）非线性特性不易限制，开口处简洁产生裂纹，端部简洁磨损。图2-3 膜片弹簧离合器 图2-4膜片弹簧工作点位置 近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟，因此，膜片弹簧离合器不仅在轿车上被大量采纳，而且在轻、中、重型货车以及客车上也被广
13、泛采纳。2.3.5 膜片弹簧的支承形式图2-5 推式膜片弹簧双支承环形式本次设计采纳的是推式膜片弹簧，（图2-5）是推式膜片弹簧的三种支承形式，图2-5a)用台肩式铆钉将膜片弹簧、两个支承环及离合器盖定位铆合在一起，结构简洁；图2-5 b)在铆钉上装硬化衬套和刚性档环，提高了耐磨性，延长了运用寿命，但结构较困难；（图2-5 c)取消了铆钉，在离合器盖内边缘上伸出很多舌片，将膜片弹簧、两个支承环及离合器盖弯合在一起，使结构紧凑、简化，耐久性良好，应用日益广泛。设计中采纳了图2-5 a)支承形式。2.3.6 压盘的驱动方式压盘的驱动方式主要有凸块窗孔式、传力销式、键块式和弹性传动片式等多种。前三种
14、的缺点是在连接件之间都有间隙，在传动过程中将产生冲击和噪声，而且在零件相对滑动中有摩擦和磨损，降低了离合器的传动效率。弹性传动片式是近年来广泛采纳的驱动方式，沿圆周切向布置三组或四组薄弹簧钢片两端分别及离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联结。（图2-2），传动片的弹性允许其做轴向移动。当发动机驱动时，传动片受拉，当拖动发动机时，传动片受压。弹性传动片驱动方式结构简洁，压盘及飞轮对中性能好，运用平衡性好，工作牢靠，寿命长。但反向承载实力差，汽车反拖时易折断传动片，故对材料要求较高，一般采纳高碳钢。综上所述，本次设计的微型客车的离合器为推式膜片弹簧离合器。力求结构简洁，工作牢靠，降低成本。第三章 离合器主
15、要参数的选择及计算3.1 离合器主要参数的选择摩擦离合器是靠存在于主、从动部分摩擦表面之间的摩擦力矩来传递发动机转矩的。离合器的静摩擦力矩为：(3-1)式中，为静摩擦力矩；为摩擦面间的静摩擦因数，计算时一般取0.250.30；为压盘施加在摩擦面上的工作压力；为摩擦片的平均摩擦半径；为摩擦面数，是从动盘数的两倍。假设摩擦片上工作压力匀称，则有(3-2)式中，为摩擦面单位压力，为一个摩擦面的面积；为摩擦片外径；为摩擦片内径.摩擦片的平均摩擦半径依据压力匀称的假设，可表示为(3-3)当dD06时，Rc可相当精确地由下式计算 (3-4) 将式（3-2）及式（3-3）代入式（3-1）得 (3-5)式中，为摩擦片内外径之比，一般在0.530.70之间。为了保证离合器在任何工况下都能牢靠地传递发动机的最大转矩，设计时应大于发动机最大转
