2022年毕业设计方案汽车离合器设计方案说明书.docx

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1、第 1 章绪论1.1 选题的目的本次设计，我力争把离合器设计系统化，为离合器设计者供应肯定的参考价值；抛弃传统的推式膜片弹簧离合器，设计新式的拉式膜片弹簧离合器是本次设计的主要特 点；1.2 离合器进展历史近年来各国政府都从资金、技术方面大力进展汽车工业，使其进展速度明显比其它工业要快的多，因此汽车工业快速成为一个国家工业进展水平的标志；对于内燃机汽车来说，离合器在机械传动系中作为一个独立的总成而存在，它是汽车传动系中直接与发动机相连接听总成；目前，各种汽车广泛采纳的摩擦式离合器主要依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分别的装置；在早期研发的离合器中，锥形离合器最为胜利；现今所用的盘片式离

2、合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到1925 年以后才显现的； 20 世纪 20 岁月末，直到进入30 岁月时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上才采纳多片离合器；多年的实践体会和技术上的改进使人们逐步趋向于首选单片干式离合器1 ；近来，人们对离合器的要求越来越高，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构进展，传统的操纵形式的操纵形式正向自动操纵的形式进展；因此，提高离合器的牢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才能和简化操纵，已成为离合器的进展趋势；随着汽车发动机转速、功率不断提高和汽车电子技术的高速进展，人们对离合器的要求越来越高；从提高离合器

3、工作性能的角度动身，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构进展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式进展；因此，提高离合器的牢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才能和简化操纵，已成为离合器的进展趋势；随着运算机的进展，设计工作已从手工转向电脑，包括运算、性能演示、运算机绘图、制成后的故障统计等 等；1.3 离合器概述按动力传递次序来说，离合器应是传动系中的第一个总成；顾名思义，离合器是“离”与“合”冲突的统一体；离合器的工作，就是受驾驶员操纵，或者分别，或者7 / 7接合，以完成其本身的任务；离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构， 其功用

4、是能够在必要时中断动力的传递，保证汽车平稳地起步；保证传动系换档时工作平稳；限制传动系所能承担的最大扭矩，防止传动系过载；为使离合器起到以上几个作用，目前汽车上广泛采纳弹簧压紧的摩擦式离合器，摩擦离合器所能传递的最大扭矩取决于摩擦面间的工作压紧力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面状况等；即主要取决于离合器基本参数和主要尺寸；膜片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，使用牢靠性高寿命长，结构简洁、紧凑，操作轻巧，在保证牢靠地传递发动机最大扭矩的前提下，有以下优点2 ：1）结合时平顺、柔和，使汽车起步时不震惊、冲击；2）离合器分别完全；3）从动部分惯量小，以减轻换档时齿轮副的冲击；

5、4）散热性能好；5）高速回转时只有牢靠强度；6）防止汽车传动系共振，具有吸取震惊、冲击和减小噪声才能；7）操纵轻巧；和后备系数8）工作性能 最大摩擦力矩保持稳固）；9）使用寿命长；1.3.1 离合器的功用离合器可使发动机与传动系逐步接合，保证汽车平稳起步；如前所述，现代车用 活塞式发动机不能带负荷启动，它必需先在空负荷下启动，然后再逐步加载；发动机 启动后，得以稳固运转的最低转速约为300500r/min ，而汽车就只能由静止开头起步，一个运转着的发动机，要带一个静止的传动系，是不能突然刚性接合的；由于如 果是突然的刚性连接，就必定造成不是汽车猛烈攒动，就是发动机熄火；所以离合器 可使发动机与

6、传动系逐步地柔和地接合在一起，使发动机加给传动系的扭矩逐步变大，至足以克服行驶阻力时，汽车便由静止开头缓慢地平稳起步了；虽然利用变速器的空档，也可以实现发动机与传动系的分别；但变速器在空档位置时，变速器内的主动齿轮和发动机仍是连接的，要转动发动机，就必需和变速器内的主动齿轮一起拖转，而变速器内的齿轮浸在黏度较大的齿轮油中，拖转它的阻力是很大的；特殊在冰冷季节，如没有离合器来分别发动机和传动系，发动机起动是很困难的；所以离合器的其次个功用，就是临时分开发动机和传动系的联系，以便于发动机起动；汽车行驶中变速器要常常变换档位，即变速器内的齿轮副要常常脱开啮合和进入啮合；如在脱档时，由于原先啮合的齿面

7、压力的存在，可能使脱档困难，但如用离合器临时分别传动系，即能便利脱档；同时在挂档时，依靠驾驶员把握，使待啮合的齿轮副圆周速度达到同步是较为困难的，待啮合齿轮副圆周速度的差异将会造成挂档冲击甚至挂不上档，此时又需要离合器临时分开传动系，以便使与离合器主动齿轮联结的质量减小，这样即可以削减挂挡冲击以便利换档；离合器所能传递的最大扭矩是有肯定限制的，在汽车紧急制动时，传动系受到很大的惯性负荷，此时由于离合器自动打滑，可防止传动系零件超载损坏，起爱护作 用；1.3.2 现代汽车离合器应满意的要求依据离合器的功用，它应满意以下主要要求：1）能在任何行驶情形下，牢靠地传递发动机的最大扭矩；为此，离合器的摩

8、擦）应大于发动机最大扭矩 力矩）；2）接合平顺、柔和；即要求离合器所传递的扭矩能缓和地增加，以免汽车起步冲撞或抖动；3）分别快速、完全；换档时如离合器分别不完全，就飞轮上的力矩连续有一部份传入变速器，会使换档困难，引起齿轮的冲击响声；4）从动盘的转动惯量小；离合器分别时，和变速器主动齿轮相连接的质量就只有离合器的从动盘；减小从动盘的转动惯量，换档时的冲击即降低；5）具有吸取振动、噪声和冲击的才能；6）散热良好，以免摩擦零件因温度过高而烧裂或因摩擦系数下降而打滑；7）操纵轻巧，以削减驾驶员的疲惫；特殊是对城市行驶的轿车和公共汽车，特别重要；8）摩擦式离合器，摩擦衬面要耐高温、耐磨损，衬面磨损在肯

9、定范畴内，要能通过调整，使离合器正常工作；1.3.3 离合器工作原理如图 1.1 所示，摩擦离合器一般是有主动部分、从动部分组成、压紧机构和操纵机构四部分组成；离合器在接合状态时，发动机扭矩自曲轴传出，通过飞轮2 和压盘借摩擦作用传给从动盘 3，在通过从动轴传给变速器；当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆，分别叉、分别套筒和分别轴承 8，将分别杠杆的内端推向右方，由于分别杠杆的中间是以离合器盖 5 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气拉动压盘向左，这样，从动盘 3 两面的压力消逝，因而摩擦力消逝，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处于分别状态；当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头

10、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3 压紧在飞轮上2，这样发动机的扭矩又传入变速器；1-轴承 2-飞轮 3-从动盘 4-压盘 5-离合器盖螺栓6-离合器盖 7-膜片弹簧 8-分别轴承 9-轴图 1.1 离合器总成1.3.4 拉式膜片弹簧离合器的优点与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有很多优点：取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简洁、紧凑，零件数目更少，质量更少；拉式膜片弹簧是中部与压盘相压在同样压盘尺寸的条件下可采纳直径较大的膜片弹簧， 提高了压紧力与传递转矩的才能，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采纳尺寸较小的结构；在接

11、合或分别状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分别效率更高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承削减了摩擦缺失，传动效率较高，踏板操纵更轻巧，拉式的踏板力比推式的一般可削减约；无论在接合状态或分别状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和哭声；使用寿命更长；1.4 设计的预期成果本次设计，我将取得如下成果：1、设计说明书： 1）离合器各零件的结构；2）离合器主要参数的挑选与优化；3）膜片弹簧的运算与优化； 4）扭转减振器的设计； 5）离合器操纵机构的设计运算； 2、图纸有：扭转减振器、摩擦片、膜片弹簧、从动盘、轴、压盘

12、、离合器总成；第 2 章 离合器的结构设计为了达到方案书所给的数据要求，设计时应依据车型的类别、使用要求、制造条件，以及“系列化、通用化、标准化”的要求等，合理挑选离合器结构；2.1 离合器结构挑选与论证2.1.1 摩擦片的挑选单片离合器由于结构简洁，尺寸紧凑，散热良好，修理调整便利，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分别完全接合平顺，所以被广泛使用于轿车和中、小型货车，因此该设计挑选单片离合器；摩擦片数为 2；2.1.2 压紧弹簧布置形式的挑选离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中心弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式等；其中膜片弹簧的主要特点是用一个膜片弹簧代替螺旋弹簧和分别杠杆；膜片弹簧与其他几类

13、相比又有以下几个优点 9 ：1）由于膜片弹簧有抱负的非线性特点, 弹簧压力在摩擦片磨损范畴内能保证大致不变，从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的才能不变；当离合器分别时，弹 簧压力不像圆柱弹簧那样上升，而是降低，从而降低踏板力；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， 零件数目少，质量小；3）高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳固；而圆柱弹簧压紧力明显下降；4）由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布匀称，摩擦片磨损匀称，可提高使用寿命；5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长；6）平稳性好；7）有利于大批量生产，降低制造成本；但膜片弹簧的制造工艺较复杂，对

14、材料质量和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易掌握，开口处简洁产生裂纹，端部简洁磨损；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，我选用膜片弹簧式离合器；2.1.3 压盘的驱动方式在膜片弹簧离合器中，扭矩从离合器盖传递到压盘的方法有三种9 ：1）凸台窗孔式：它是将压盘的背面凸起部分嵌入在离合器盖上的窗孔内， 通过二者的协作，将扭矩从离合器盖传到压盘上，此方式结构简洁，应用较多；缺点：压盘上凸台在传动过程中存在滑动摩擦，因而接触部分简洁产生分别不完全；2）径向传动驱动式：这种方式使用弹簧刚制的径向片将离合器盖和压盘连接在一起，此传动的方式较上一种

15、在结构上稍显复杂一些，但它没有相对滑动部分，因而不存在磨损，同时踏板力也需要的小一些，操纵便利；另外，工作时压盘和离合器盖径向相对位置不发生变化，因此离合器盖等旋转物件不会失去平稳而产生反常振动和噪声；3） 径向传动片驱动方式：它用弹簧钢制的传动片将压盘与离合器盖连接在一起，除传动片的布置方向是沿压盘的弦向布置外，其他的结构特点都与径向传动驱动方式相同；经比较，我挑选径向传动驱动方式；2.1.4 分别杠杆、分别轴承分别杠杆的作用由膜片弹簧承担，其作用是通过分别轴承克服离合器弹簧的推力并推动压盘移动，从而使压盘与从动盘和从动盘与飞轮相互分别，截断动力的传递， 分别杠杆要具有足够的强度和刚度，以承

16、担反复作用在其上面的弯曲应力，分别轴承的作用是通过分别叉的作用使分别轴承沿变速器前端盖导向套作轴向移动，推动旋转中的膜片弹簧中部分别前端，使离合器起到分别作用；分别本次设计选用的是油封轴承，它可以将润滑脂密封在轴承壳内，使用中不需要增加润滑，相比供油式轴承就需增加；2.1.5 离合器的散热通风试验说明，摩擦片的磨损是随压盘温度的上升而增大的，当压盘工作表面超过C 时摩擦片磨损猛烈增加，正常使用条件的离合器盘，工作表面的瞬时温度一般在C 以下；在特殊频繁的使用下，压盘表面的瞬时温度有可能达到；过高的温度能使压盘受压变形产生裂纹和碎裂；为使摩擦表面温度不致过高，除要求压盘有足够大的质量以保证足够的热容量外，仍要求散热通风好；改善离合器散热通风结构的措施有：在压盘上设散热筋，或鼓风筋；在离合器中间压盘内铸通风槽；将离合器盖和压杆制成特殊的叶轮外形，用以鼓风；在离合器外壳内装导流罩；膜片弹簧式离合器本身构造能良好实现通风散热成效，故不需作另外设置；2.1.6 从动盘总成