膜片弹簧式离合器设计说明书(共50页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上离合器设计摘 要【汽车是现代生活生产中不可替代的动力机械，汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可以根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离或者逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其功用是切断和实现对传动系的动力传递，以保证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；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；在工作中受到最大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩

2、，防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。在现代汽车设计中，膜片弹簧式离合器应用越来越广泛，本设计就是讨论载重1.637吨轻型汽车的膜片弹簧离合器。采用系统优化设计方法。根据离合器的功能和结构，把离合器分为主动部分、从动部分、分离机构、操纵机构。根据实际运用的要求，设计中给出了离合器功能和工作原理的详细介绍，解释了设计目的、膜片弹簧优点及离合器从动盘简介。根据车辆使用条件和车辆参数，详细演算离合器主要参数的计算过程：摩擦片、压盘间间隙计算、膜片弹簧与分离轴承间隙计算及机构的确定说明并对压盘进行温升校核和对分离轴承进行寿命计算。】关键词：离合器，操纵机构，膜片弹簧，压盘，摩

3、擦片Clutch design vehicles aloneABSTRACT【Tractor is the modernization of agricultural production in the irreplaceable driving force for machinery, automobile clutch in the engine and gearbox between the flywheel shell, with screw will be fixed in the clutch assembly after the plane of the flywheel, cl

4、utch gearbox output shaft is the input shaft. In the process of moving vehicle, the driver may need pedal so that the engine and gearbox tempary separation and progressive joint, to cut off the engine or transmission to the transmission input power.Automotive transmission clutch is directly connecte

5、d with the engine assembly, its purpose is to cut off and the power transmission system to achieve the transfer, to ensure that when the car started the engine and the transmission system a smooth joint, ensuring a smooth start car; in the shift When the separation of engine and transmission, shift

6、gears to reduce transmission of impact between; at work by moving the largest load, can limit the transmission system are subject to the maximum torque to prevent the transmission of parts damaged due to overload; Effectively reduce the transmission of vibration and noise.In modern automotive design

7、, the diaphragm spring clutch more and more widely discussed in this design is 1.637 tons of light truck vehicles diaphragm spring clutch. Optimal design method using the system. According to the function and structure of the clutch, the clutch is divided into active part of the driven part, separat

8、e agencies, control agencies. According to the requirements of practical application, the design of the clutch function is given a detailed description and working principles, explaining the purpose of the design, advantages and diaphragm spring clutch disc profile. According to traffic conditions a

9、nd vehicle parameters, detailed calculations of main parameters of the calculations Clutch: friction disc, pressure plate gap between the calculated and the separation of the diaphragm spring and institutions bearing clearance calculations to determine that the temperature and pressure plate and che

10、ck Calculation of separation of bearing life.】KEY WORDS: clutch，Control mechanism，theca spring，pressure plate，firction disc专心-专注-专业目录3555566 2.2.2摩擦因数f、离合器间隙t.16 2.2.3单位压力P0.1718893.3 膜片弹簧的参数优化.223.4 膜片弹簧的载荷与变形关系.233.5 膜片弹簧的应力计算.25299011 4.3 校验压盘的温升 .33 4.4离合器盖设计 .33 4.5扭转减震器的设计.34 4.5.1 扭转减震器的概述 .3

11、4 4.5.2 扭转减震器主要参数 .34 36668901前言【以内燃机在作为动力的机械传动汽车中，离合器是作为一个独立的总成而存在的。离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。离合器的发展在早期研发的离合器结构中，锥形离合器最为成功。它的原型设计曾装在1889年德国戴姆勒公司生产的钢制车轮的小汽车上。它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件。采用锥形离合器的方案一直延续到20世纪20年代中叶，对当时来说，锥形离合器的制造比较简单，摩擦面容易修

12、复。它的摩擦材料曾用过骆毛带、皮革等。那是曾出现过蹄-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-鼓式离合器用的摩擦元件是木块、皮革带等，蹄-鼓式离合器的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的自锁现象。现今所用的盘式离合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到1925年以后才出现的。多片离合器最主要的优点是，汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击。早期的设计中，多片按成对布置设计，一个钢盘片对着一青铜盘片。采用纯粹的金属摩擦副，把它们浸在油中工作，能达到更为满意的性能。浸在油中的盘片式离合器，盘子直径不能太大，以避免在高速

13、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，许多其它离合器还在原创阶段，性能还不稳定。石棉基摩擦材料的引进，使得盘片式离合器可以传递更大的转矩，能耐受更高的温度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用较小的摩擦面积，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的关键。20世纪20年代末，直到进入30年代时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上才使用多片离合器。离合器概述离合器装在发动机与变速器之间，车辆从启动到行驶的整个过程中，经常需要使用离合器。它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步；暂时切断发动机与变速器之间的联系，以

14、便于换档和减少换档时的冲击；当车辆紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，起到一定的保护作用。当驾车者踩下离合器踏板，操纵部分的分离叉将分离轴承推向前，推动分离杠杆克服压紧弹簧反力，拉动压盘向后移动，解除了压盘与摩擦片之间的压紧力，发动机只能带动主动部分旋转，无法将扭矩传递给变速器。当驾车者松开离合器踏板，操纵部分通过回位弹簧将分离轴承拉回来，压紧弹簧恢复原位，压盘在压紧弹簧压力下又向前移动并将摩擦片压紧，发动机又可将扭矩传递至变速器。离合器的功能及作用离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动力传递。主要作用：1.确保汽车平稳起步； 2.便于换档； 3.限制传动系所承受的最大转矩，防

15、止传动系统过载； 4.有效降低传动系中的振动和噪声。膜片弹簧离合器的结构及其优点膜片弹簧离合器的结构膜片弹簧离合器总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。1.离合器盖离合器盖一般为120或90旋转对称的板壳冲压结构，通过螺栓与飞轮联接在一起。离合器盖是离合器结构中结构形状比较复杂的承载构件，压进弹簧的压紧力最终都要有它来承担。2.膜片弹簧 膜片弹簧是离合器结构中最重要的压紧元件，在其内孔圆周表面上开有许多均布的长径向槽，在槽的根部制成较大的长圆形或矩形窗孔，可以穿过支撑铆钉，这部分称为分离指；从窗孔底部至弹簧外圆周的部分形状像一个无底宽边碟子，其截面为截圆锥形，称之为碟

16、簧部分。3.压盘 压盘的结构一般是环形盘状铸件，离合器通过压盘与发动机紧密相连。压盘靠近外圆周处有断续的环状支撑凸台，最外缘均布有三个或四个传力凸耳。4.传动片 离合器结合时，飞轮驱动离合器盖带动压盘一起转动，并通过压盘与从动摩擦片之间的摩擦力使从动盘转动；在离合器分离时，压盘相对于离合器盖作自由轴向移动，使从动盘松开。这些动作均有传动片完成。传动片两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接，一般采用周向布置。在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转；在离合器分离时，可利用它的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。5.分离轴承总成 分离轴承总成由分离轴承、分离套筒等组成。分离轴承在

17、工作时主要承受轴向分离力，同时还承受在高速旋转时离心力作用下的径向力。目前国产的汽车中多使用角接触推力球轴承，采用全密封结构和高温锵基润滑脂，其端面形状与分离指舌尖部形状相配合，舌尖部为平面时采用球形端面，舌尖部为弧形面时采用平端面或凹弧形端面。膜片弹簧离合器的工作原理离合器盖与发动机飞轮用螺栓紧固在一起，当膜片弹簧被预加压紧，离合器处于接合位置时，由于膜片弹簧大端对压盘的压紧力，使得压盘与从动盘摩擦片之间产生摩擦力。当离合器盖总成随飞轮转动时，就通过摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘总成和变速器一起转动以传递发动机动力。要分离离合器时，将离合器踏板踩下，通过操纵机构，使分离轴承总成后移拉动膜片弹簧

18、分离指，使膜片弹簧呈反锥形变形，其小端离开压盘，压盘在传动片的弹力作用下离开摩擦片，使从动盘总成处于分离位置，切断了发动机动力的传递。离合器的设计要求及其技术参数汽车离合器设计的基本要求：1）在任何行驶条件下，能可靠地传递发动机的最大转矩。2）接合时平顺柔和，保证汽车起步是没有抖动和冲击。3）分离时要迅速、彻底。4）从动部分转动惯量小，减轻换挡时变速器齿轮间的冲击。5）有良好的吸热能力和通风散热效果，保证离合器的使用寿命。6）避免传动系产生扭转共振，具有吸收振动、缓和冲击的能力。7）操纵轻便、准确。8）应有足够的强度和良好的平衡。9）结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等。 汽车离合

19、器的技术参数： 1.整车质量：1.637吨 2.最大扭矩/转速（Nm/rpm）:400/4000 3.主减速比：3.38 4.一档速比：3.77 5.滚动半径：306mm设计的内容，方案的选择及选题意义设计的内容1.压盘的设计2.离合器盖的设计3.从动盘总成的设计4.膜片弹簧的设计方案的选择 本车设计采用单片膜片弹簧离合器。本文采用摩擦式离合器是因为其结构简单，可靠性强，维修方便，目前大多数汽车采用这种形式的离合器。而采用干式离合器是因为湿式离合器大多是盘式离合器，用于需要传递较大转矩的离合器，而该车型不在此列。采用膜片弹簧离合器是因为膜片弹簧离合器具有许多优点：首先，由于膜片弹簧具有非线性特

20、性，因此可以设计成当摩擦片磨损后，弹簧压力几乎可以保持不变，且可以减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对的，因此其压力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著地缩短了其轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，磨损均匀，也易于实现良好的通风散热等。由于膜片弹簧具有上述一系列的优点，并且制造膜片弹簧的工艺水平也在不断提高，因而这种离合器在轿车以及微型、轻型客车上得到了广泛的应用，而且逐渐扩展到载货汽车上

21、。从动盘选择单片式，其结构简单，调整方便。压盘驱动方式采用传动片式是因为其没有太明显的缺点且简化了结构，降低了装配要求又有利于压盘定中。选择膜片弹簧离合器是因为其较其他离合器零件数目更少，结构更简化，轴向尺寸更小，质量更小；并且分离杠杆比较大，使其踏板操纵力较轻。选题意义在此我选择轻型汽车离合器设计，本论文提供了一套相对完整的轻型汽车单片离合器主要零件及操纵系统的设计过程。并对主要零件做出了计算与校核，用以确保离合器设计的安全性与可靠性。从离合器的设计方面来说，离合器设计一般是从结构设计开始的，本课题设计时，首先根据工作特点和使用条件，结合各种离合器的性能特点，确定离合器的类型。】 第1章 离

22、合器的结构与方案1.1摩擦离合器的结构摩擦离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。（1）.主动部分 包括飞轮、离合器盖、压盘等机件。这部分与发动机曲轴连在一起，离合器盖与飞轮靠螺栓连接，压盘与离合器盖之间是靠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。（3）.压紧机构压紧机构主要由螺旋弹簧或膜片弹簧（又称碟簧）组成，与主动部分一起旋转，它以离合器盖为依托，将压盘压向飞轮，从而将处于飞轮和盘压间的从动盘压紧。（4）.操纵机构操纵机构是为驾

23、驶员控制离合器分离与接合程度的一套专设机构，它是由位于离合器壳内的分离杠杆（在膜片弹簧离合器中，膜片弹簧兼起分离杠杆的作用）、分离轴承、分离套筒、分离叉、回位弹簧等机件组成的分离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。（5）.其他部件为了避免转动方向的共振，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。（如图1-1）图1-1扭转减振器 为了使汽车能平稳起步，离合器应能柔和接合，这就需要从动盘在轴向具有一定弹性。为此，往往在动盘本体园周部分，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与其对应的凸起部分相铆接，这

24、样从动盘被压缩时，压紧力随翘曲的扇形部分被压平而逐渐增大，从而达到接合柔和的效果。（如图1-2） 图1-2带减振器的从动盘1.1.1 离合器结构简析(1) 从动盘数的选择单片离合器（图1-3）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。 图1-3单片离合器 (2) 压紧弹簧和布置形式的选择 周置弹簧离合器的压紧弹簧采用圆柱螺旋弹簧，其特点是结构简单、制造容易，因此应用较为广泛。当发动机最大转速很高时，周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使离合器传递转矩能力随之降低 中央弹簧离合器的压紧弹簧，布置在离合器的中心。可选较大的杠杆比，有利于减小踏

25、板力。通过调整垫片或螺纹容易实现对压紧力的调整，多用于重型汽车上。 斜置弹簧离合器的显著优点是摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所受的压紧力几乎保持不变。具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点。此结构在重型汽车上已有采用。膜片弹簧离合器（图1-4）的优点是具有较理想的非线性特性，结构简单，轴向尺寸小，零件数目少，质量小，高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，易于实现良好的通风散热，使用寿命长。图1-4膜片式离合器(3)膜片弹簧的支撑形式推式膜片弹簧支承结构按支承环数目不同分为三种。（如 图1.5）为双支承环形式，其中（如 图1.5a）用台肩式铆钉将膜片弹簧、两个支承环

26、与离合器盖定位铆合在一起，结构简单，是早已采用的传统形式；（如 图1.5b）在铆钉上装硬化衬套和刚性挡环，可提高耐磨性和使用寿命，但结构较复杂；（如 图1.5c）取消了铆钉，在离合器盖内边缘上伸出许多舌片，将膜片弹簧、两个支承环与离合器盖弯合在一起，使结构紧凑、简化、耐久性良好，因此其应用日益广泛。 （如 图1.6）为单支承环形式。在冲压离合器盖上冲出一个环形凸台来代替后支承环(如 图1.6a)使结构简化，或在铆钉前侧以弹性挡环代替前支承环(图1.6b)，以消除膜片弹簧与支承环之间的轴向间隙。 （如 图1.7）为无支承环形式，利用斜头铆钉的头部与冲压离合器盖上冲出的环形凸台将膜片弹簧铆合在一起

27、而取消前、后支承环（如 图1.7a）；或在铆钉前侧以弹性挡环代替前支承环，离合器盖上环形凸台代替后支承环(如 图1.7b)，使结构更简化；或取消铆钉，离合器盖内边缘处伸出的许多舌片将膜片弹簧与弹性挡环和离合器盖上的环形凸台弯合在一起(如 图1.7c)，结构最为简单。 （如 图1.8）为拉式膜片弹簧支承结构形式，其中（如 图1.8a）为无支承环形式，将膜片弹簧的大端直接支承在离合器盖冲出的环形凸台上；（如 图1.8b)为单支承环形式，将膜片弹簧大端支承在离合器盖中的支承环上。这两种支承形式常用于轿车和货车。图1.5 推式膜片弹簧双支承环形式图1.6 推式膜片弹簧单支承环形式图1.7 推式膜片弹簧

28、无支承环形式图1.8 拉式膜片弹簧支承形式本设计选用(如 图1.8b)的支承形式。(4)压盘的驱动方式 压盘的驱动方式主要有凸块-窗孔式、销钉式、键块式和传动片式多种。前三种的共同缺点是在联接件之间都有间隙，在驱动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，降低了离合器传动效率。传动片式是近年来广泛采用的结构，沿周向布置的三组或四组钢带传动片两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接，传动片的弹性允许其轴向移动。当发动机驱动时，钢带受拉；当拖动发动机时，钢带受压。此结构中压盘与飞轮对中性能好，使用平衡性好，使用可靠，寿命长。但反向承载能力差，汽车反拖时易折断传动片，故对材料要求较高，一

29、般采用高碳钢。（5）分离杠杆和分离轴承分离杠杆的作用由膜片弹簧承担，其作用是通过分离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离，截断动力的传递，分离杠杆要具有足够的强度和刚度，以承受反复作用在其上面的弯曲应力，分离轴承的作用是通过分离叉的作用使分离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离前端，使离合器起到分离作用。本次设计选用的是拉式膜片弹簧离合器广泛采用的自动调心式分离轴承装置。在轴承外圈与分离套筒外凸缘和外罩壳之间以及轴承内圈与分离套筒内凸缘之间都留有径向间隙，这些间隙保证了分离轴承相对于分离套筒可径向移动1mm左右。在外圈与套

30、筒的端面之间装有一波形弹簧，用以将外圈紧紧顶在分离套筒凸缘的端面上，使轴承在不工作时不会发生晃动。当膜片弹簧旋转轴线与轴承不同心时，分离轴承便会自动径向浮动到与其同心的位置，以保证分离轴承能均匀压紧各分离指舌尖部。这样可以减小振动和噪声，减小分离指与分离轴承端面的磨损，使轴承不会出现过热而造成润滑脂的流失分解，延长轴承寿命。另外，分离轴承由传统的外圈转动改为内圈转动、外圈固定不转而由内圈来推动分离指的结构，适当的增大了膜片弹簧的杠杆比，且由于内圈转动，在离心力的作用下，润滑脂在内、外圈间的循环得到改善，提高了轴承的使用寿命。这种拉式分离轴承是将膜片弹簧分离指舌尖直接压紧在碟形弹簧与挡环之间，再

31、用弹性锁环卡紧，结构较为简单。（6）离合器的通风散热试验表明，摩擦片的磨损是随压盘温度的升高而增大的，当压盘工作表面超过180200C时摩擦片磨损剧烈增加，正常使用条件的离合器盘，工作表面的瞬时温度一般在180C以下。在特别频繁的使用下，压盘表面的瞬时温度有可能达到1000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，还要求散热通风好。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 特殊的叶轮形状，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

32、通风散热效果，故不需作另外设置。（7）离合器从动盘从动盘总成由摩擦片，从动片，减震器和从动盘穀等组成.它虽然是对离合器工作性能影响很大的构件，但是其工作寿命薄弱，因此在结构和材料上的选择是设计的重点。从动盘总成应满足如下设计要求：（1）转动惯量要小，以减小变速器换档时轮齿简单冲击；（2）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，减小磨损。（3）应装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。为了使从动盘具有轴向弹性，常用的方法有：1）在从动盘上开“T”形槽，外缘形成许多扇形，并将扇形部分冲压成依次向不同方向弯曲的波浪形。两侧的摩擦片则分别铆在每相隔一个的扇形上。“T”形槽

33、还可以减小由于摩擦发热而引起的从动片翘曲变形。这种结构主要应用在货车上。2）将扇形波形片的左、右凸起段分别与左、右侧摩擦片铆接。由于波形片比从动片薄，故这种结构轴向弹性较好，转动惯量较小，适宜于高速旋转，主要应用于轿车和轻型货车。3）利用阶梯形铆钉杆的细段将成对波形片的左片铆在左侧的摩擦片上，并交替地把右片铆在右侧摩擦片上。这种结构弹性行程大，弹性特性较理想，可以使汽车起步极为平顺。它主要应用于中、高级轿车。4）将靠近飞轮的左侧摩擦片直接铆合在从动片上，只在靠近压盘侧的从动片铆有波形片，右侧摩擦片用铆钉与波形片铆合。这种结构转动惯量大，但强度较高，传递转矩能力大，主要应用于货车上，尤其是重型货

34、车。 1.1.2 从动盘的结构与选型1.从动盘主要有以下几种结构形式。（1）整体式弹性从动盘其特点是从动盘本体是完整的钢片，并开有T形槽，摩擦片直接铆接在从动盘本体上。（如 图1.9）（2）分开式弹性从动盘，特点是从动盘本体上铆接波形弹簧片，摩擦片铆接在波形弹簧片上。（如 图1.10）（3）组合式弹性从动盘，特点是靠近压盘的一面铆有波形弹簧片，靠近飞轮的一面没有。（如 图1.11）图1.9整体式弹性从动盘图1.10分开式弹性从动盘图1.11组合式弹性从动盘本设计选取整体式弹性从动盘。第2章 离合器的主要参数的选择2.1 离合器主要参数的确定2.1.1储备系数储备系数是离合器一个重要参数，它反映

35、了离合器传递发动机最大转矩的可能程度。在选择时，应考虑摩擦片在使用中的磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩，防止离合器滑磨时间过长，防止传动系过载以及操纵轻便等因素。对于轿车和微型、轻型货车选择：1.20-1.75，根据实际设计要求取=1.25。2.1.2离合器摩擦片尺寸设计摩擦片外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。 1) 摩擦片的内外径尺寸d与D 269mm （2-1） 取D=280mm 式中 直径系数，轿车：Kd=14.5;轻中型货车：单片Kd =16.0-18.5，双片Kd =13.5-15.0；重型货车Kd =22.5-24.0当摩擦片外径D

36、确定后，摩擦片内径d课根据d/D在0.53-0.70之间来确定。取c=0.6d=0.6D=0.6280=168mm 具体可参考下表离合器摩擦片尺寸系列和参数外径内径厚度外径 内径厚度1601802002252502801101251401501551653.23.53.53.53.53.53003253503804054301751001952052202303.53.54.04.04.04.0根据上表可确定D=280mm,d=165mm,b=3.5mmTc=Temax=1.25400=500Nm 摩擦力的平均作用半径 假设摩擦面磨损均匀，当d/D0.6时，摩擦片的平均作用半径下式得出； （2

37、-2） =111.25mm2.2摩擦片各参数选择2.2.1摩擦片的压紧力计算单位摩擦片的压紧力P。决定了摩擦表面的耐磨性对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选去适应考虑离合器的工作条件、发动机后备系数的大小，摩擦片尺寸、才老机器质量等因素。当摩擦片外径较大时，要适当降低摩擦片的单位压力P。，对于轻型汽车D=280mm时，P。约为0.25MPa。主离合器摩擦片的总压力 =10048N （2-3）2.2.2摩擦因数f、离合器间隙t摩擦片的摩擦因数f取决于摩擦片所用的材料及其工作温度、单位压力和滑磨速度等因素。摩擦片的材料主要有石棉基材料、粉末冶金材料和金属陶瓷材料等。石棉基材料的摩擦因数f受工作

38、温度、单位压力和滑磨速度的影响较大，而粉末冶金材料和金属陶瓷材料的摩擦因数f较大且稳定。各种摩擦材料的摩擦因数f的取值范围见表2-1。表2-1 摩擦材料的摩擦因数f的取值范围摩 擦 材 料摩擦因数石棉基材料模压0.200.25编织0.250.35粉末冶金材料铜基0.250.35铁基0.350.50金属陶瓷材料0.701.50本次设计取f = 0.25摩擦面数Z为离合器从动盘数的两倍，决定于离合器所需传递转矩的大小及其结构尺寸。本次设计取Z=2. 。离合器间隙t是指离合器处于正常结合状态、分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全结合，在分离轴承和分离杠杆内端之

39、间留有的间隙。该间隙t一般为34mm 。本次设计取t =3.5mm 。2.2.3单位压力P0单位压力P0决定了摩擦表面的耐磨性，对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选取时应考虑离合器的工作条件、发动机后备功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。P0取值范围选取： 表2-2单位压力P0取值范围摩擦片材料单位压力P0/Mpa石棉基材料模压0.150.25编织0.250.35粉末冶金材料铜基0.350.50铁基0.350.50金属陶瓷材料0.701.50P0选择：0.10 MPaP0 1.50 Mpa，本次设计取P0=0.25 Mpa第3章 离合器的设计与计算3.1 离合器基本参数的

40、优化设计离合器要确定离合器的性能参数和尺寸参数，这些参数的变化直接影响离合器的工作性能和结构尺寸。这些参数的确定在前面是采用先初选、后校核的方法。下面采用优化的方法来确定这些参数。 （1）摩擦片外径D的选取应使最大圆周速度不能超过65-70m/s即 VD=/60nemaxD65-70m/s VD=/604000280=58.6m/s 满足要求式中VD为摩擦片最大圆周速度，nemax为发动机的最高转速。（2）摩擦片的内外径之比c应在0.53-0.70范围内，本次设计取0.6.（3）为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，不同的车型的值应在一定的范围内，最大范围为1.2-4.0，本

41、次设计取=1.25.（4）为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器弹簧位置直径2R0约50mm,即d2R0+50 mm （5）为了降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，对于不同的车型，单位压力P0根据所用的摩擦材料在一定的范围内选取，P0的最大范围为0.10-1.50 Mpa，本次设计取0.25 Mpa. （6）为反映离合器的转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值即 【】 Z为摩擦面数 （3-1） =0.00622 MPa0.35 Mpa 满足要求。【】按下表取值离合器规格D/mm210210-250250-325325【】/0.280.300.350.40

42、 （7）为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤,离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值,即 （3.2）式中,为单位摩擦面积滑磨(J/mm2)；为其许用值(J/mm2)，对于乘用车：J/mm2，对于最大总质量小于6.0t的商用车：J/mm2，对于最大总质量大于6.0t商用车：J/mm2：W为汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功（J），可根据下式计算 （3.3）式中，为汽车总质量(Kg)；为轮胎滚动半径（m）；为汽车起步时所用变速器挡位的传动比；为主减速器传动比；为发动机转速r/min，计算时乘用车取r/min，商用车取r/min。其中：i0=3.38

43、 ig=3.77 =306mm =1637Kg代入式（3.3）得W=20683.4J，代入式（3.2）得，w=0.26=0.4 J/mm2合格。 （8）离合器接合的温升t = （3.4）式中,t为压盘温升,不超过810C；c为压盘的比热容，c = 481.4 J/(KgC)；为传到压盘的热量所占的比例，对单片离合器压盘；= 0.5，m为压盘的质量m = 3.15 Kg代入，t = 4.76C，合格。 3.2 膜片弹簧设计膜片弹簧的主要参数：（1）膜片弹簧自由状态下碟簧部分的内截锥高度 H； （2）膜片弹簧钢板厚度 h ；（3）自由状态下碟簧部分大端半径 R；（4）自由状态下碟簧部分小端半径 r ；（5）自由状态时碟簧部分的圆锥底角 ；（6）分离指数目 n 等，（如 图 3.1）。 图3.1切向应力在子午断面的分布1.比较H/h的选择 此值对膜片弹簧的弹性特性影响极大，分析式（如图（3.2）中载荷与变形1之间的函数关系可知，当H/h 时，F1有一极大值和极小值；当H/h = 时，F1极小值在横坐标上，（如 图3.2）。图3.2膜片弹簧的弹性特性曲线1-H/h 2- H/h =