本田思域轿车离合器设计.doc

摘 要需要图纸请加：229826208对于以内燃机为动力汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立总成而存在，它是汽车传动系中直接及发动机相连接总成。目前，各种汽车广泛采用离合器是干式盘形摩擦离合器，是一种依靠主、从动部分之间摩擦来传递动力且能分离装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构与操纵机构等四大部分。其离合器是汽车传动系统中直接及发动机相连部件其作用是在换挡时使发动机与变速箱暂时分离与逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入动力，并且还可以防止传动系过载。本文是对本田思域轿车设计离合器，根据车型与配置，选用摩擦式膜片弹簧离合器。通过对车辆各参数分析与传动系需要，先确定离合器基本结构与参数，如摩擦片尺寸与结构形式。再根据所得参数设计计算从动盘毂、膜片弹簧结构与尺寸，并对其结构与强度等进行校核。在设计压盘与离合器盖等部件时，需要考虑散热等问题，即要加工散热孔槽。而离合器操纵机构设计相对简单，即分离轴承与拨叉等部件设计。最后再对离合器参数进行优化，使设计出离合器能更好及所选车型相匹配，从而达到使传动系传递效率更高、换挡更顺畅目。本文还叙述了离合器各组成部件材料及加工工艺等。关键词：本田思域；离合器；校核；优化设计；第 30 页AbstractWith internal combustion engine-powered vehicle mechanical transmission systems, the clutch assembly as an independent existence, it is a car transmission lines directly connected with the engine assembly. Widely used for all types of motor vehicle friction clutch, in fact is a kind of rely on their owners, some friction between the follower to pass power cut can be separated institutions. It includes active part of the driven part, pressed bodies, control agencies, in four parts.Automotive transmission clutch directly connected with the engine components, and its role in the shift when the temporary separation of the engine and gearbox and gradually bonding, to cut off or pass the engine to the transmission input power, and also can prevent transmission line overload.This article is designed for Honda Civic sedans clutch, depending on model and configuration, use friction-type diaphragm spring clutch. The parameters of the vehicle through the analysis and transmission system needs, first determine the basic structure and parameters of the clutch, such as the friction plate of the size and structure. Then according to the parameters derived from design calculations driven plate hub, the structure and size of diaphragm spring, and its structure and strength to checking. In the design pressure plate and clutch cover and other parts, we need to consider issues such as heat, that is, to processing of cooling holes in tank. The design of the clutch control mechanism is relatively simple, namely, separation of components such as bearings and fork design.Finally re-optimize the parameters of the clutch, so that the clutch can be designed to better match with the selected model to achieve the transmission system so that the transmission more efficient, smoother shifting purposes. This article also describes the constituent parts of the clutch material and processing technology and so on. Key words: Honda Civic; clutch; checking; re-optimize目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论1离合器发展1离合器使用要求21.3 本文主要工作3第2章 离合器结构和基本参数确定421离合器结构型式4211摩擦离合器机构型式选择4212从动盘数及干、湿式选择4213压紧弹簧结构型式及布置5214压盘驱动方式9离合器结构选择11膜片弹簧离合器工作原理12离合器基本参数确定12第3章 离合器设计15从动盘总成153.1.1 从动盘毂153.1.2 从动片设计163.1.3 从动盘摩擦片163.1.4 波形片和减振弹簧17膜片弹簧设计17膜片弹簧设计计算基本公式18膜片弹簧基本参数确定18膜片弹簧强度校核21离合器盖设计24压盘结构设计24对压盘结构设计要求24压盘几何尺寸确定25传力方式选择27分离轴承总成27操纵机构设计27第4章 结 论28致 谢29参考文献30第1章 绪 论离合器发展 离合器位于发动机与变速箱之间飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮后平面上，离合器输出轴就是变速箱输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机及变速箱暂时分离与逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入动力。在早期研发离合器结构中，锥形离合器最为成功。它原型设计曾装在1889年德国戴姆勒公司生产钢制车轮小汽车上。它是将发动机飞轮内孔做成锥体作为离合器主动件。采用锥形离合器方案一直延续到20世纪20年代中叶，对当时来说，锥形离合器制造比较简单，摩擦面容易修复。它摩擦材料曾用过骆毛带、皮革带等。那时曾出现过蹄-鼓式离合器，其结构有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面。蹄-鼓式离合器用摩擦元件是木块、皮革带等，蹄-鼓式离合器重量较锥形离合器轻。无论锥形离合器或蹄-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自锁现象。现今所用盘式离合器先驱是多片盘式离合器，它是直到1925年以后才出现。多片离合器最主要优点是，汽车起步时离合器接合比较平顺，无冲击。早期设计中，多片按成对布置设计，一个钢盘片对着一青铜盘片。采用纯粹金属摩擦副，把它们浸在油中工作，能达到更为满意性能。浸在油中盘片式离合器，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。石棉基摩擦材料引入与改进，使得盘片式离合器可以传递更大转矩，能耐受更高温度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用较小摩擦面积，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、赛车与大功率轿车上才使用多片离合器。早期单片干式离合器由及锥形离合器相似问题，即离合器接合时不够平顺。但是，由于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汽车经常采用它，尤其是成功地开发了价格便宜冲压件离合器盖以后更是如此。实际上早在1920年就出现了单片干式离合器，这与前面提到发明了石棉基摩擦面片有关。但在那个时期相当长一段时间内，由于技术设计上缺陷，造成了单片离合器在接合时不够平顺问题。第一次世界大战后初期，单片离合器从动盘金属片上是没有摩擦面片，摩擦面片是贴附在主动件飞轮与压盘上，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弹簧，沿着圆周布置直接压在压盘上，成为现今最为通用螺旋弹簧布置方法。这种布置在设计上带来了实实在在好处，使压盘上弹簧工作压力分布更均匀，并减小了轴向尺寸。多年实践经验与技术上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，已能做到接合盘式平顺，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。采用具有轴向弹性从动盘，提高了离合器接合平顺性。离合器从动盘总成中装有扭转减振器，防止了传动系统扭转共振，减小了传动系统噪声与载荷。随着人们对汽车舒适性要求提高，离合器已在原有基础上得到不断改进，乘用车上越来越多地采用具有双质量飞轮扭转减振器，能更好地降低传动系噪声。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空间有限，离合器使用条件日酷一日，增加离合器传扭能力，提高使用寿命，简化操作，已成为重型离合器当前发展趋势。为了提高离合器传扭能力，在重型汽车上可采用双片干式离合器。从理论上讲，在相同径向尺寸下，双片离合器传扭能力与使用寿命是单片2倍。但受到其他客观因素影响，实际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。及干式离合器相比，由于用油泵进行强制冷却结果，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，这种离合器使用寿命可达干式离合器5-6倍，但湿式离合器优点发挥是一定要在某温度范围内才能实现，超过这一温度范围将起负面效应。目前此技术尚不够完善。1.2离合器使用要求为了保证离合器具有良好工作性能，设计离合器应满足如下基本要求： 1.在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机最大转矩，并有适当转矩储备，又能防止传动系过载。2.接合时要完全、平顺、柔与，保证汽车起步时没有抖动与冲击。3.分离时要迅速、彻底。4.从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间冲击，便于换挡与减小同步器磨损。5.应有足够吸热能力与良好通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命。6.应能避免与衰减传动系扭转振动，并具有吸收振动、缓与冲击与降低噪声能力。7.操纵轻便、准确，以减轻驾驶员疲劳。8.作用在从动盘上总压力与摩擦材料摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定工作性能。9.具有足够强度与良好动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长。10.结构应简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，易拆装、维修、调整方向等。1.3 本文主要工作 通过对离合器认识及学习，在设计离合器时对离合器结构进行选择， 随后进行基本参数确定，离合器主要部件设计，膜片弹簧校核及优化设计。第2章 离合器结构与基本参数确定21离合器结构型式211摩擦离合器机构型式选择汽车离合器有摩擦式、电磁式与液力式三种类型。其中，摩擦式应用最广泛。现代汽车摩擦离合器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（有沿圆周均布圆柱螺旋弹簧、中央布置锥形或圆柱螺旋弹簧与膜片弹簧等）、离合器盖、分离杠杆、分离轴承等构成。本次设计选定机构型式为单片摩擦式。212从动盘数及干、湿式选择1.单片干式摩擦离合器如图2-1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、中型客车及货车上，在发动机转矩不大于1000N·m大型客车与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。2-1单片干式摩擦离合器 2双片干式摩擦离合器 如图2-2所示。及单片离合器相比，由于摩擦面增多使传递转矩能力增大，接合也更平顺、柔与；在传递相同转矩情况下，其径向尺寸较小，踏板力较小。但轴向尺寸加大且结构复杂；中间压盘通风散热性差易引起过热而加快摩擦片磨损甚至烧伤碎裂；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挡困难等。仅用于传递转矩大且径向尺寸受到限制。 2-2双片干式摩擦离合器3多片湿式离合器摩擦面更多，接合更加平顺柔与；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；从动部分转动惯量大，所以过去未得到推广。近年来，由于多片湿式离合器在技术方面不断完善，重型车上又有采用，并有不断增加趋势。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。通过各结构优缺点比较，本次设计选用是单片干式摩擦离合器。213压紧弹簧结构型式及布置离合器压紧弹簧结构型式有：圆柱螺旋弹簧、矩形断面圆锥螺旋弹簧与膜片弹簧等。可采用沿圆周布置、中央布置与斜置等布置型式。根据压紧弹簧型式及布置，离合器分为：1周置弹簧离合器如图2-1，2-2所示，周置弹簧离合器压紧弹簧是采用圆柱螺旋弹簧并均匀布置在一个圆周上。有重型汽车将压紧弹簧布置在同心两个圆周上。周置弹簧离合器结构简单、制造方便，过去广泛用于各种类型汽车上。现代由于轿车发动机转速提高(最高转速高达50007000rmin或更高)，在高转速离心力作用下，周置弹簧易歪斜甚至严重弯曲鼓出而显著降低压紧力；另外，也使弹簧靠到定位座柱上而使接触部位严重磨损甚至出现断裂现象。因此，现代轿车及微、轻、中型客车多改用膜片弹簧离合器。但在中、重型货车上，周置弹簧离合器仍得到广泛采用。2中央弹簧离合器采用一个矩形断面圆锥螺旋弹簧或用12个圆柱螺旋弹簧做压簧并布置在离合接触，因此压盘由于摩擦而产生热量不会直接传给弹簧而使其回火失效。压簧压紧力是经杠杆系统作用于压盘，并按杠杆比放大，因此可用力量较小弹簧得到足够压盘压紧力，使操纵较轻便。采用中央圆柱螺旋弹簧时离合器轴向尺寸较大，而矩形断面锥形弹簧则可明显缩小轴向尺寸，但其制造却比较困难，故中央弹簧离合器多用在重型汽车上以减轻其操纵力。根据国外统计资料：当载货汽车发动机转矩大于400450N·m时，常常采用中央弹簧离合器。3斜置弹簧离合器重型汽车采用一种新型结构。以数目较多一组圆柱螺旋弹簧为压紧弹簧，分别以倾角（弹簧中心线及离合器中心线间夹角）斜向作用于传力套上，后者再推动压杆并按杠杆比放大后作用到压盘上。这时，作用在压杆内端轴向推力等于弹簧压力轴向分力。当摩擦片磨损后压杆内端随传力套前移，使弹簧伸长，压力减小，倾角亦减小，而cos值则增大。这样即可使在摩擦片磨损范围内压紧弹簧轴向推力几乎保持不变，从而使压盘压紧力也几乎保持不变。同样，当离合器分离时后移传力套，压盘压紧力也大致不变。因此，斜置弹簧离合器及前两种离合器相比，其突出优点是工作性能十分稳定。及周置弹簧离合器比较，其踏板力约可降低35。4膜片弹簧离合器作为压紧弹簧膜片弹簧，是由弹簧钢制成，具有“无底碟子”形状截锥形薄壁膜片。且自其小端在锥面上开有许多径向切槽，以形成弹性杠杆，而其余未切槽大端截锥部分则起弹簧作用。膜片弹簧两侧则有支撑圈。它借助固定在离合器盖上一些铆钉来安装定位。当离合器盖未固定到飞轮上是，膜片弹簧不受力而处于自由状态。当离合器盖用螺栓固定到飞轮上时，由于离合器盖靠向飞轮，后支撑圈则压膜片弹簧使其产生弹性变形，锥顶角度变大，甚至膜片弹簧几乎变平。同时在膜片弹簧大端对压盘产生压紧力使离合器处于接合状态。当离合器分离时，分离轴承前移使膜片弹簧压前支撑圈并以此为支点发生反锥形转变，使膜片弹簧大端后移，并通过分离钩拉动压盘使离合器分离。 图2-3双支撑环膜片弹簧离合器 图2-4单支持环膜片弹簧离合器膜片弹簧离合器根据分离杠杆内端受推力还是受拉力，可分为拉式膜片弹簧离合器与推式膜片弹簧离合器。推式膜片弹簧离合器根据支撑环数目不同，可分为双支撑环（图2-3）、单支持环（图2-4）与无支撑环（图2-5）三种形式。其中双支撑环形式是目前广泛采用一种结构形式，它又可分为三种，此次设计采用MF型。该结构离合器是一种比较成熟膜片弹簧离合器。膜片弹簧、两个支撑环及离合器盖之间用一个抬肩式铆钉定位并铆合在一起，结构较简单。拉式膜片弹簧又可分为无支撑环式与单支撑环式两种形式（图2-6）。及推式膜片弹簧相比，拉式膜片弹簧在结构上更简化，提高转矩容量及分离效率以及减轻操作强度、冲击与噪音，提高寿命等方面，都比推式结构要好，所以拉式膜片弹簧应用也很广泛。它不足是：膜片弹簧分离指及分离轴承总成嵌装在一起，安装及拆卸较困难，分离形成也比推式要大些。 图2-5 无支撑环膜片弹簧离合器 图2-6无支撑环式与单支撑环式两种形式膜片弹簧离合器具有很多优点：首先，由于膜片弹簧具有非线性特性（图2-7，图2-8），因此可设计成当摩擦片磨损后，弹簧压力几乎可以保持不变，且可减轻分离离合器时踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧安装位置对离合器轴中心线是对称，因此其压力实际上不受离心力影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧与分离杠杆作用，使离合器结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著地缩短了其轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧及压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀，也易于实现良好散热通风等。 2-7膜片弹簧工作位置图 2-8 膜片弹簧非线性特性图 膜片弹簧离合器操纵曾经都是采用压式结构。当前，膜片弹簧离合器压式操纵已为拉式操纵结构所取代。后者膜片弹簧为反装，并将支承圈移到膜片弹簧大端附近，使结构简化、零件减少、拆装方便；膜片弹簧应力分布也得到改善，最大应力下降；支承圈磨损后仍保持及膜片接触使离合器踏板自由行程不受影响。而在压式结构中支承圈磨损会形成间隙而增大踏板自由行程。由于膜片弹簧具有上述优点，并且制造膜片弹簧工艺水平不断提高。因此膜片弹簧离合器在轿车微型、轻型客车上都得到了广泛采用。本次设计做是推式膜片弹簧离合器。214压盘驱动方式压盘是离合器主动部分，在传递发动机转矩时它与飞轮一起带动传动盘转动，所以它及飞轮连接在一起。但是这种连接应该允许压盘在离合器分离过程中能自由地作轴向移动。压盘及飞轮连接方式或其他驱动方式有：凸块窗口式、传力销式、键式（键槽指销式，键齿式）以及弹性传动片式等。凸块窗口式是在单片离合器中长期采用传统结构。该结构是在压盘外缘铸出3-4个凸片，装配时伸入离合器盖对应长方形窗口中，而离合器盖则及飞轮相连。考虑到摩擦片磨损后压盘向前移。因此凸块应凸出窗口以外。其结构简单，但是凸块及窗口配合处磨损后易使定心精度降低而失去平衡，且会产生冲击与噪音。所以在现在离合器中已经很少使用。传力销式是双片离合器采用传统结构，它是用沿圆周均匀分布几个传力销将飞轮及中间压盘连接在一起。键式也是一种压盘驱动方式，包括键槽指销式与键齿式两种。它是用键槽指销或键齿将压盘及飞轮相连接而又不影响分离时压盘轴向移动。在双片离合器结构中也有采用综合式压盘驱动方式，即中间压盘通过键连接，压盘则通过凸块窗孔驱动。上述几种压盘驱动方式有一个共同缺点，即连接之间有间隙（如凸块及窗孔之间间隙约是mm左右）。这样，在传动时将产生冲击与噪音。且随着接触部分磨损增加，间隙将加大，引起更大冲击与噪音，甚至可能导致凸块根部出现裂纹而造成零件早期损坏。另外，在离合器分离时，由于零件间摩擦将降低离合器操纵部分传动效率。近年来，广泛采用了弹性传动片传力方式。弹性传动片（钢带传动片）是由薄弹簧钢带冲压制成一端铆在离合器盖上，另一断用铆钉固定在压盘上，并且多用3-4组（每组2-3片）沿圆周作切向布置以改善传动片受力状况。这时，当发动机驱动时传动片受拉；当拖动发动机时传动片受压。这种用传动片驱动压盘方式不仅消除了上述几种离合器缺点，而且简化了结构，降低了对装配精度要求且有利于压盘稳定。通过比较以上各种方案优缺点，本次设计压盘驱动方式选用钢带传动片。2.2离合器结构选择本文是对新思域轿车离合器进行设计。该车基本参数如表2-1所示：总质量（kg）1210最大扭矩（N·m）/(r/min)174/4300变速器一挡传动比4.125主减速器传动比4.22驱动轮型号及尺寸205/55 R16 91V根据表2-1所示，该车属中下等排量轿车，发动机最大转矩不是很大，所以可选择单片式离合器；如今大多数汽车上都使用摩擦片式离合器，因其结构简单，可靠性强，维修方便，所以本次设计也采用摩擦片式；而采用干式离合器是因为湿式离合器大多是多盘式离合器，由于所传递扭矩不是很大，所以选用膜片弹簧压紧方式。综上，本次设计选择单片推式膜片弹簧离合器，如2-9图所示：图2-9 单片膜片弹簧离合器膜片弹簧离合器及其他形式离合器相比，具有一系列优点：1. 膜片弹簧具有较理想非线性弹性曲线；2. 膜片弹簧兼起压紧弹簧与分离杠杆作用，结构简单、紧凑，质量小；3. 告诉旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；4. 膜片弹簧以整个圆周及压盘接触，压力分布均匀；5. 易于实现良好散热通风，使用寿命长；6. 膜片弹簧中心及离合器中心线重合，平衡性好。膜片弹簧离合器工作原理离合器盖1及发动机飞轮用螺栓紧固在一起，当膜片弹簧3被预加压紧，离合器处于接合位置时，由于膜片弹簧大端对压盘5压紧力，使得压盘及从动盘6摩擦片之间产生摩擦力。当离合器盖总成随飞轮转动时(构成离合器主动部分)，就通过摩擦片上摩擦转矩带动从动盘总成与变速器一起转动以传递发动机动力 （1）接合位置 （2）分离位置1-离合器盖 2-铆钉 3-膜片弹簧 4-支撑环 5-压盘 6-摩擦片 7-分离轴承总成 8-离合器踏板 9-输出轴图2-10膜片弹簧离合器工作原理图要分离离合器时，将离合器踏板8踏下，通过操纵机构，使分离轴承总成7前移推动膜片弹簧分离指，使膜片弹簧呈反锥形变形，其大端离开压盘，压盘在传动片弹力作用下离开摩擦片，使从动盘总成处于分离位置，切断了发动机动力传递。2.4离合器基本参数确定离合器传递扭矩及摩擦系数、弹簧压紧力、摩擦片摩擦面数、摩擦片平均摩擦半径等因素有关。并且离合器所能传递最大扭矩应适当高于发动机最大转矩，其间关系为： (2-1)式中：z 摩擦面数； P 弹簧压紧力； 摩擦系数； 摩擦片平均摩擦半径； 后备系数。离合器基本参数主要有性能参数有后备系数与单位压力参数P0，尺寸参数D与d及摩擦片厚度。1.后备系数各类汽车值选取范围通常为：轿车与微型车、轻型货车0中型与重型货车0越野车、带拖挂重型汽车与牵引汽车=根据上述原因及所选车型，选取=1.25。 2.单位压力P0当摩擦片采用不同材料时，按下列范围选取：石棉基材料： 粉末冶金材料： 金属陶瓷材料：pa对于小轿车，时，P约为0.25MPa；时，p可由下式选取： （2-2） 3.摩擦片外径D、内径d与厚度h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大小与使用寿命长短设计是通常首先确定D值。由以下公式计算D值： （2-3）发动机最大转矩；根据式(2-1)可得 =1 N·m轿车 D=172 mm表2-2 离合器摩擦片尺寸系列与参数外径 D(mm）内径 d(mm)厚度 h(mm）内外径之比 d/D单位面积 F(mm2）1601802002252502803003253501101251401501551651751901954106001320016000221003020040200466005460067800根据表2-2摩擦片尺寸见表2-3：表2-3选定摩擦片尺寸外径D（mm）内径d(mm)厚度h(mm)C=1-单位面积F（mm）1801250.6940.66513200用公式 验算单位压力：取 0.3 即 则 Mpa单位压力P在容许范围内，认为所选离合器尺寸、参数合适。第3章 离合器设计 从动盘总成 从动盘总成主要由从动盘毂、摩擦片、从动片、扭转减震器等组成。从动盘对离合器工作性能影响很大，设计时应满足如下要求： 从动盘转动惯量应尽可能小，以减小变速器换挡时齿轮间冲击； 从动盘应具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，以减少磨损；应安装扭转减震器，以避免传动系共振，并缓与冲击。3.1.1 从动盘毂 从动盘毂是离合器中承受载荷最大零件，它几乎承受发动机传来全部转矩。它一般采用齿侧对矩形花键安装在变速器第一轴上，花键尺寸可根据摩擦片外径D及发动机最大转矩Temax按国标GB114474选取（见表3-1）。表3-1 离合器从动盘毂花键尺寸系列摩擦片外径D/mm发动机最大转矩Temax/N·m花键尺寸挤压应力j/Mpa齿数n外径D/mm内径d/mm齿厚b/mm有效齿长l/mm160501023183201018070102621320200110102923425225150103226430250200103528435280280103532440300310104032540325380104032545350480104032550根据摩擦片外径D=180mm及发动机最大转矩Temax= N·m，由表3-1查得n=10，D=26mm，d=21mm，b=3mm，l=20mm，j=11.8Mpa，则由公式校核得：115151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515151515 =11.1 MPa所以，所选花键尺寸能满足使用要求。3.1.2 从动片设计从动片通常用厚钢板冲压而成。有时将其外缘盘形部分磨薄至，以减小其转动惯量。从动片材料及其结构型式有关，整体式即不带波形弹簧片从动片，一般用高碳钢(50或85号钢)或65Mn钢板，热处理硬度HRC3848；采用波形弹簧片分开式(或组合式)从动片，从动片采用08钢板，氰化表面硬度HRC45，层深；波形弹簧片采用65Mn钢板，热处理硬度 HRC4351。其结构如图3-1所示： 图3-1从动钢片结构示意图3.1.3 从动盘摩擦片离合器摩擦面片结构如图3-2所示。在离合器接合、分离过程中，它将遭到严重滑磨，在相对很短时间内产生大量热，因此，要求摩擦面片应有以下一些综合性能：1. 在工作时有相对较高且稳定摩擦系数；2. 具有小转动惯量，材料加工性能良好；3. 在短时间内能吸收相对高能量，且有良好热稳定性；4. 能承受较高压盘作用载荷；5. 承受相对较大离心载荷而不破坏；6. 具有足够剪切强度；7. 摩擦副有高度容污性能，不影响它们摩擦特性；8. 具有优良性价比，不污染环境。图3-2 离合器摩擦面片对于摩擦面片来说，有两个方面要求选择确定，一是结构尺寸，内、外直径已在前面选定，厚度可根据使用寿命确定。二是材料，近年来，摩擦材料种类增加极快，常用有石棉基、有机摩擦材料、金属陶瓷摩擦材料等。这里选择石棉基摩擦材料，摩擦系数在0.25-0.4之间，其允许单位压力在。 波形片与减振弹簧波形片一般采用65Mn，厚度小于1mm，硬度为4046HRC，并经过表面发蓝处理。减振弹簧常采用60Si2MnA、50CrVA、65Mn等弹簧钢丝。扭转减震器如图3-3所示： 图3-3扭转减震器结构示意图3.2膜片弹簧设计膜片弹簧大端处为一完整截锥，类似无底碟子，与一般机械上用碟形弹簧一样，故称作碟簧部分，如图3-4所示。膜片弹簧起弹性作用正是其碟簧部分。及碟形弹簧不同是在膜片弹簧上还有径向开槽部分，形成许多称为分离指、起分离杠杆作用弹性杠杆。分离指及碟簧部分小端交接处径向槽较宽且呈长方孔，分离指根部过渡圆角半径应大于，以减少分离指根部应力集中，长方孔又可用来安置销钉固定膜片弹簧。图3-4 膜片弹簧结构示意图3.2.1膜片弹簧设计计算基本公式假设膜片弹簧在承载过程中，其子午断面刚性地绕过断面上某中性点转动。通过支承环与压盘加在膜片弹簧上载荷F1（N）集中在支承点处，加载点间相对轴向变形为1（mm），则膜片弹簧弹簧特性如下式表示： F （3-1）×105 Mpa；为材料泊松比，对于钢：=0.3； H为膜片弹簧自由状态下碟簧部分内截锥高度（mm）； h为膜片弹簧钢板厚度（mm）； R ，r分别为压盘加载点与支承环加载点半径（mm）； R1 ，r1分别为压盘加载点与支承环加载点半径（mm）。3.2.2膜片弹簧基本参数确定1.比值H/h选择该比值对膜片弹簧弹性特性影响极大，因此，要利用H/h对弹簧特性影响，正确地选择该比值，以得到理想特性曲线及获得最佳使用性能。为保证离合器压紧力变化不大与操纵轻便，汽车膜片弹簧离合器H/h一般取(各字母含义见图3-5)系 -3 171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717171717：板厚一般为24mm，本设计取： h=2mm则取H/h=1.6，代入h=2得到： H=mm2R及R/r选择膜片弹簧大端半径R应根据结构要求与摩擦片尺寸来确定。比值R/r选定影响到材料利用效率。R/r越小，则弹簧材料利用效率越好。碟形弹簧储存弹簧性能能力在R/r=1.82.0为最大，用于缓冲冲击、吸收振动等需要储存大量弹性能碟簧最佳。但对汽车离合器膜片弹簧来说，并不要求储存大量弹性能，应根据结构布置及压紧力需要，通常R/r=1.21.3（即1.25左右）。根据本设计所选车型，选取R/r=1.16。根据RRC=(D+d)/4=mm（RC为膜片弹簧平均半径），取R=90mm，则r=mm。3膜片弹簧起始圆锥底角 膜片弹簧在自由状态下圆锥底角及内截锥高度H关系密切，=arctanH/(R-r)H/(R-r),一般在10°15°范围内选择。本设计之锥角为：/（）12°。落在10°15°范围内，因此设计合理。4支承圈平均半径r1与与膜片弹簧及压盘接触半径R1r1及R1取值将影响膜片弹簧刚度。r1 应略大于r且尽量接近r；R1 应略小于且尽量接近R。根据以上所述及已知R与r值，本设计选取r1=75mm，R1=88mm 。5膜片弹簧小端半径ri及分离轴承作用半径rf的于外径opian 1818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818181818