汽车设计课程设计说明书——郭正翔.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流汽车设计课程设计说明书郭正翔.精品文档.第一章 绪论1.1 前言 对于内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。目前，各种汽车广泛采用的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离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构和操作机构等四部分。离合器的主要功用是:l 确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系统分离，减少变速器中 换挡齿轮之间的冲击；l 在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系统所承受的最大转矩，以 防止传动系各零部件因过载而损坏；l 有效

2、地降低传动系中的振动和噪声；l 切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传 动系统平顺地结合。 为使离合器起到以上几个作用，目前汽车上广泛采用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。 随着汽车发动机转速、功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，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发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速

3、，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。1.2东风日产轩逸介绍-都市白领的选择“轩”在古语中表示华丽的车，而“逸”则有安逸、舒适、超群的意思。“轩逸”充分显示了该车优雅的设计格调和行云流水的驾驭感受，喻示给人带来无限愉悦的崭新体验，洞悉人性，舒逸隽永，将为中高级轿车的品位及驾乘树立全新标准。轩逸是日产全球同步推出的一款全新战略车型，采用创新设计搭载先进技术。S动态曲线打造的外形时尚大气，2700MM的超长轴距营造宽敞的后排膝部空间，让乘坐舒适自如；全新航空铝合金引擎和新一代XTRONICCVT无级变速器完美匹配，加速顺畅且环保节能；另外轩逸还配备三色倒车影像、6碟DVD影

4、音系统、记忆电动座椅等众多人性化便利装备，让驾乘成为一种愉悦享受。 “轩逸”具有个性典雅、从内到外无处不在的S动态曲线设计，由MR20DE发动机与日产第三代XTRONICCVT无级变速器完美组合所带来的平滑驾驶感受和低油耗，还有着极为舒适便捷的“现代家居般”内部空间包括长达2.7米的轴距，多达680毫米的后排腿部空间。该车不仅展现出一种“艺术品”式的风范和未来车型的设计理念，同时也强调和突出了人车交流的感受性，从某种意义上说它代表的是今后中高级市场上新车型的发展趋势；加之此番“轩逸”新车配置和价格的吸引力，将给中高级车市带来较大的影响。 “轩逸”的配置和定价都建立在用户需求的前提之上，对它的市

5、场前景，东风日产也十分看好。任勇表示：“目前，中高级车市场细分已非常明显，消费环境更加成熟。消费者对车型的个性化、功能性、市场认知度等各方面都有所要求。越来越多的中高级车用户开始注重品位的追求、愉悦身心和享受生活，而轩逸正是满足这一群体需求的新一代标杆车型。”轩逸这个概念词可以用以下的话作为代表，轩逸是富有内涵令人心动的优雅轿车。轩逸以S动态曲线为设计主题，不管是外观或者是内饰具有优美的造型曲线，同时具有极佳的功能性，通过设计师的巧妙设计，将两者绝妙融合在一起。 在内饰部分，轩逸采用了先进的设计概念。在外观由多层次优美的曲线和饱满的曲面构成流畅的感觉。 商品亮点的第二个部分，轩逸搭载日产全新技

6、术带来的高质感的驾乘感觉。这次轩逸所搭载的全新2.0发动机，这款发动机代码是MR20DE，由全铝合金制成的，通过全新技术的采用，MR20DE发动机实现高输出功率、高输出扭矩、轻量化、低油耗、低噪音以及符合欧四的排放法规。在MR20DE发动机搭载了CVT的技术，使得MR20DE在不同的转速下获得最佳的进气和排气效率，使得在保证发动机高转速扭矩的同时我们也提高了中低转速的扭矩，所以在乘驾过程当中适时提高动力的充沛感觉。 整个MR20DE发动机最大功率在5200转的时候达到一百千瓦，最大扭矩的部分是在4400的时候达到289扭米。日产全新第三代带状的XTRONICCVT，它的动力传输是靠全新开发的钢

7、带，以往其它公司所提供的CVT变速箱是传动的方式，钢带是由四百个高度钢片组成，完全提高了整个钢带的可靠度。宽敞的空间内饰的装备，打造成体贴的待客空间。轩逸拥有同级车最大的后排空间，高达680毫米的距离，同时在车内也达到1876毫米的最大有效室内长，不管是乘坐在前座或者是后排乘客，都可以轻松舒适调整到最佳的坐姿，得到完全的放松。 其次在整个车内这次轩逸也搭载了全新的智能空调，使得车内的空气永保清新。智能空调包含三部分，首先是全自动的空调，其次本身具有一般高级车所带有的正负等离子清新空调的功能，第三这次轩逸在隔栅上加了感知器，通过对于车外空气清洁度的感知，切换空气内外换的清新。我们提供的智能钥匙也

8、具有整个与驾驶座，以及驾驶者习惯的连动功能的调整，给驾驶者绝对尊容的驾乘感受。轩逸搭载了先进的高科技装备HID双光高亮度氙气头灯。1.3课程设计目的汽车设计课程是培养学生具有汽车设计能力的专业基础课，课程设计则是学生在学习了汽车构造、汽车制造技术、汽车设计、AutoCAD2010、机械制图等课程后一项重要的实践性教学环节，基本的目的是：l 通过课程设计，综合运用汽车设计课程和其它选修课程的理论和实践知识，解决汽车设计问题，掌握汽车设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力；l 学会分析和评价汽车及各总成的结构与性能，合理选择结构方案及有关参数，掌握一些汽车主要零部件的设计

9、与计算方法；l 学会考虑所设计部件的制造工艺性、使用、维护、经济和安全等问题，培养汽车设计能力；l 通过计算，绘图，熟练运用标准，规范，手册，图册和查阅有关技术资料，进一步培养学生的专业设计技能；l 鼓励学生充分利用计算机进行参数的优化设计，CAD绘图，锻炼学生利用计算机进行设计和绘图的能力。1.4设计要求通过课程设计，对轿车离合器的结构、从动盘总成、压盘和离合器盖总成及膜片弹簧的设计有比较深入的熟悉并掌握。首先通过查阅文献、上网查阅资料，了解汽车离合器的基本工作原理，结构组成及功能；通过对车型分析，路况分析和型式分析，制定出总体设计方案。并对轿车膜片弹簧离合器进一步的认知和建模，并在指导老师

10、的帮助下完成膜片弹簧离合器设计。为了保证离合器具有良好的工作性能，对汽车离合器设计提出如下基本要求： l 在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩并有适当的转矩储备；l 接合时要平顺柔和，以保证汽车起步时没有抖动和冲击；l 分离时要迅速、彻底；l 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，便于换挡和减小同步器的磨损；l 应有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命；l 应使传动系避免扭转共振，并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力；l 操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳； l 作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要

11、尽可能小，以保证有稳定的工作性能；l 应有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、寿命长； l 结构应简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。本次设计要求如下：l 离合器装配图一张 视图投影准确，结构合理，画法规范，图面整洁，字体按规定用工程字书写，标题栏及零件明细表完整；l 零件图要求结构合理，尺寸公差标注规范，基准选择恰当；l 课程设计说明书一份；l 零件三维图、汽车照片。1.5 设计步骤l 熟悉离合器结构及相关理论知识；l 根据所给题目进行车型分析，道路情况分析，所设计部件型式分析，进行主要参考型选择以及设计计算；l 绘制离合器总成装配图；l 绘制主要零件图；l 编

12、写设计说明书；l 答辩。第二章 离合器方案的确定2.1 车型分析轩逸是东风日产中高级系列轿车之一，东风日产轩逸是一款注重家庭用车需求的车型，较大的乘坐空间满足了载物的需求。外形很漂亮，不仅是造型设计时尚，做工精致也让轩逸看起来舒服顺眼。作为一款家用车，轩逸的动力并不算强，驾驶起来感觉温和，车内也是浅色温馨的设计。（本次设计的是轩逸2009款2.0L T科技天窗版轿车的离合器，该车具体车型参数如下： 车型名称：轩逸 2009款 2.0L 科技天窗版 厂商指导价：16.78万元厂商：东风日产 级别： 中高级系列发动机：2.0L 143马力 L4变速箱：无级变速器 车身结构：4门5座三厢车 工信部综

13、合油耗(L)：7.8 整车质保： 三年或十万公里车身：长X宽X高（mm）：4665 X 1700 X 1510 轴距(mm)：2700前轮距(mm)：1475后轮距(mm)：1480 最小离地间隙(mm)：170整备质量(Kg)：1280车身结构：三厢车车门数(个)：4 座位数(个)：5 油箱容积(L)：52行李厢容积(L)：504发动机：汽缸容积(cc)：1997 排量(L)：2 工作方式：自然吸气 汽缸排列形式：L 汽缸数(个)：4 每缸气门数(个)：4 气门结构：DOHC 最大马力(Ps)：143发动机特有技术：连续可变气门正时 燃料形式：汽油 燃油标号：93号 供油方式：多点电喷 缸盖

14、材料：铝 缸体材料：铝 环保标准：欧IV+OBD最大功率(kW)：105最大功率转速(rpm)：5200最大扭矩(Nm)：189最大扭矩转速(rpm)：4400底盘：驱动方式：前置前驱助力类型：电子液压助力前悬挂类型：麦弗逊式独立悬架 后悬挂类型：带稳定杆扭力梁式后悬挂车体结构：承载式 车轮：前制动器类型：通风盘式 后制动器类型：盘式 驻车制动类型：脚刹 前轮胎规格：195/60 R16 后轮胎规格：195/60 R16 备胎规格：全尺寸 2.2 方案选择2.2.1从动盘数的选择：单片离合器单片离合器：对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩一般不大，在布置尺寸容许条件下，离合

15、器通常只设有一片从动盘。单片离合器的结构简单，轴向尺寸紧凑，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，采用轴向有弹性的从动盘可保证结合平顺。图2-1 单片离合器 图2-2 双片离合器2.2.2压紧弹簧和布置形式的选择：推式膜片弹簧离合器周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使弹簧压紧力下降，离合器传递扭矩的能力降低，另外，弹簧压到它定位面上，造成接触部位严重磨损，会出现弹簧断裂现象。图2-3 离合器总成图中央弹簧此结构轴向尺寸大。膜片弹簧是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧，主要由碟簧部分和分离指部分组成。(1)膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，有如下优点：l

16、 膜片弹簧具有较理想的非线性弹性特性，弹簧压力在摩擦片的允许磨损范围内基本保持不变，因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变；相对圆柱螺旋弹簧，其压力大大下降，离合器分离时，弹簧压力有所下降，从而降低了踏板力。对于圆柱螺旋弹簧，其压力则大大增加。l 膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。l 高速旋转时，弹簧压紧力降低少，性能较稳定；而圆柱螺栓弹簧压紧力则明显下降。l 膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。l 易于实现良好的通风散热，使用寿命长。l 膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。近年来，由于材料性能的提

17、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乘用车上被大量采用，而且在各种形式的商用车上也被广泛采用。(2)推式膜片弹簧离合器是目前汽车离合器中比较流行的新结构。它克服了拉式膜片弹簧离合器分离轴承的结构复杂和拆装较困难的缺点。推式膜片弹簧是一种传统的膜片弹簧离合器，使其结构简单、紧凑。零件数目更少，质量更小。它是以中部与压盘相压，在同样压盘尺寸下可采用直径较小的膜片弹簧，从而可以减小离合器的总体尺寸。而并不增加踏板力，在接合和分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，故分离效果更高，拉式杠杆比大于推式杠杆比，传动效率更高，使用寿命长，它的分离与分离轴承套

18、筒总成装在一起，需专门分离轴承，结构复杂。推式摸片弹簧结构简单，安装拆卸较简单，分离行程比拉式小。故选择推式膜片弹簧。2.2.3膜片弹簧的支撑形式选择：双支承环形式推式膜片弹簧的支承形式有三种双支承环形式，用台阶式铆钉将膜片弹簧、两个支撑环与离合器盖定位铆合在一起；单支撑环形式，将膜片弹簧大端支承在离合器盖中的支承环上；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。本次设计采用双支承环形式。综上所述，本次课程设计采用单片推式膜片弹簧离合器。膜片弹簧离合总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。图2-4 双支撑环式图2-5 单支撑环式图2-6 无支撑环式

19、2.2.4 压盘驱动形式选择：传动片式压盘驱动形式共有凸块-窗孔式、传力销式、键块式和弹性传动片式等多种。前几种的缺点是在联接件间有间隙，在驱动中将产生冲击噪声，而且零件相对滑动中有摩擦和磨损，降低离合器传动效率。弹性传动片式是近年来此结构中压盘与飞轮对中性好，使用平衡性好，简单可靠，寿命长。故选择弹性传动片式。2.2.5 扭转减振器它能降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率，增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的瞬态扭振，控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器的扭振与噪声，缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性。故要有扭

20、转减振器。2.2.6膜片弹簧离合器的工作原理由下图可知，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，将离合器踏板踏下，通过操纵机构，使分离轴承总成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图2-7 膜片弹簧离合器结构第三章 离合器基本参数的确定摩擦离合

21、器是靠存在于主、从动部分摩擦表面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，f为摩擦面间的静摩擦因数，计算式一般取0.25-0.30；F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；Z为摩擦面数，单片离合器的Z=2，双片离合器的Z=4。为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时应大于发动机最大转矩，即 （3-2）式中，为发动机最大转矩；为离合器的后备系数，定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，必须大于13.1 后备系数后备系数是离合器设计中的一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择时，考虑到

22、摩擦片在使用中磨损后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、防止传动系统过载以及操纵轻便等因素。因此，在选择时应考虑以下几点：l 为可靠传递发动机最大转矩，不宜选取太小；l 为减少传动系过载，保证操纵轻便，又不宜选取太大；l 当发动机后备功率较大、使用条件较好时，可选取小些；l 当使用条件恶劣，为提高起步能力、减少离合器滑磨，应选取大些；l 汽车总质量越大，也应选得越大；l 柴油机工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取的值应比汽油机大些；l 发动机缸数越多，转矩波动越小，可选取小些；l 膜片弹簧离合器选取的值可比螺旋弹簧离合器小些；l 双片离合器的值应大于单片离合器。 各类汽车离合器的

23、取值范围见表3-1。表3-1 离合器后备系数的取值范围车型后备系数乘用车及最大质量小于6t的商用车1.20-1.75最大总质量为6-14t的商用车1.50-2.25挂车1.80-4.00本次课程设计的对象为东风日产汽车，属于乘用车，故本次课程设计的后备系数范围为1.20-1.75，初取取=1.3。3.2 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。离合器使用频繁，发动机后备系数较小时， P0应取小些；当摩擦片外径较大时，为了降低摩擦片外缘处的热负荷， P0应取

24、小些；后备系数较大时，可适当增大P0 当摩擦片采用不用的材料时，P0取值范围见表3-2。表3-2 摩擦片单位压力P0的取值范围摩擦片材料单位压力P0/MPa石棉基材料模压0.15-0.25编织0.25-0.35粉末冶金材料铜基0.35-0.50铁基金属陶瓷材料0.70-1.50本次设计摩擦片为石棉基材料，P0选择：0.10P01.50MPa, 初取P0=0.25MPa。3.3 摩擦片外径D、内径d和厚度b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。当离合器结构形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩已知，适当选取后备系数和单位压力P0，可估算出摩擦片的外径，

25、即： （3-3）摩擦片外径D（mm）也可根据发动机最大转矩（Nm）按如下经验公式选用： （3-4）式中，为直径系数，取值范围见表3-3。表3-3 直径系数的取值范围车型直径系数KD乘用车14.6最大总质量为1.8-14.0t的商用车16.0-18.5（单片离合器）13.5-15.0（双片离合器）最大总质量大于14.0t的商用车22.5-24.0本次设计的对象是东风日产汽车，属于乘用车，故=14.6，由车型分析可知改车型的发动机的最大扭矩：189Nm/4400rpm。故可算出摩擦片外径D=200.7mm 。按初选以后，还需尽量注意摩擦片尺寸的系列化和标准化，应符合尺寸系列标准汽车用离合器面片表3

26、-4为我国摩擦片尺寸的标准。表3-4 离合器摩擦片尺寸系列和参数外径180200225250280300325350内径125140150155165175190195厚度3.53.53.53.53.53.53.540.6940.7000.6670.6200.5890.5830.5850.5570.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827单位面积132160221302402466546678故，选取摩擦片的尺寸为D=250mm，d=155mm,b=3.5mm,c=0.620,单位面积=302。为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时

27、T应大于发动机最大转矩，静摩擦因数f取0.3，校核p0即 （3-5）得p0=0.25Mpa.故合格，即用石棉基材料合理。3.4 摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙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。各种摩擦材料的摩擦因数f的取值范围见表3-5表3-5 摩擦材料的摩擦因数f的取值范围摩擦材料摩擦因数f石棉基材料模压0.20-0.25编织0.25-0.35粉末冶金材料铜基0.25-0.35铁基0.35-0.50金属陶瓷材料0.4本次设计取f=0.30。在前面的设计分析中已经陈述了本次设计选用的是单片推式膜片弹簧离合器，故Z=2。离合器间隙t是指离合器处

28、于正常接合状态、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成接合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有的间隙。本次设计取t=3mm。第四章 离合器基本参数的优化设计离合器要确定离合器的性能和参数和尺寸参数，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。4.1 摩擦片外径D（mm）摩擦片尺寸应符合尺寸系列标准GB5764-86汽车用离合器面盖片，所选的D应使摩擦片最大圆周速度不超过6570ms，以免摩擦片发生飞离。 （4-1）= X 5200 X 0.250 /60=68.07 ms

29、 70ms因此D的选取符合条件。 根据离合器摩擦片尺寸和系列参数表，且D=250mm得d=155mm，c=0.62. =0.0302 （4-2）=101.25mm （4-3）式中，为摩擦片最大圆周速度（m/s）；为发动机最高转速（r/min）.4.2 摩擦片的内、外径比c摩擦片的内、外径比c应在0.53-0.70范围内，即： （4-4）由此可见，满足要求。4.3 后备系数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，不同车型的值应在一定范围内，最大范围为1.2-4.0。根据东风日产的车型情况，已经选取后备系数 满足要求。4.4 摩擦片内径d为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大

30、于减振器弹簧位置直径约50mm，即： （4-5）得：4.5单位摩擦面积传递的转矩Tco为反映离合器传递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： （4-6） 式中，为单位摩擦面积传递的转矩（Nm/）；为其许用值（Nm/），按下表4-1选取。表4-1 单位摩擦面积传递转矩的许用值离合器规格D/mm2102102502503253250.280.300.350.40在本次设计中，我们选取的D=250mm，则根据表4-1可知=0.35 Nm/。根据前面的数据和公式可以算得=0.406 Nm/，不满足要求。重新选取摩擦片参数如下：D=250mm，d=132.5mm，b=3.5m

31、m，代入以上优化式子中均满足条件：(1) = 68.076570ms ，A=353.3cm2，Rc=95.625mm， (2)C =0.53,满足条件0.53C0.70.(3)=1.30,满足条件1.24.0。(4)d2R0+50,取R041.25mm(5)选取： TC0=0.0035MPa 得Tc0=0.00348 Mpa 0.0035Mpa4.6单位压力P0为降低离合器滑磨是的热负荷，防止摩擦片损伤，对于不同车型，单位压力P0根据所用的摩擦材料在一定范围内选取，P0的最大范围为0.10-1.50MPa。前面选取的P0=0.25MPa（f=0.30）满足要求 （4-7）4.7离合器单位摩擦面

32、积滑磨功 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面积滑磨功应小于其许用值，即 （4-8）式中，为单位面积滑磨功()；为其许用值()；对于乘用车：=0.4，对于最大总质量小于6.0t的商用车：=0.33，对于最大总质量大于6.0t的商用车：=0.25；为汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功，可根据下式计算 （4-9）式中，为汽车总质量；为轮胎滚动半径；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；计算时乘用车取，商用车取。ma=mo+65n+n，行李系数=10，mo=1280（kg）得出ma=1655（kg）；rr=

33、0.225（m）；io=4.388；ig=3.454算得，= 8000（）,= 0.1133 () ，满足要求。第五章 离合器零件的结构选型及设计计算5.1 从动盘总成设计5.1.1 从动盘总成的结构型式的选择从动盘总成主要由摩擦片、从动片、减振器和从动盘毂等组成。从动盘对离合器工作性能影响很大，应满足如下设计要求： l 转动惯量应尽量小，以减小变速器换挡时轮齿间的冲击。 l 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。 l 应装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。摩擦面片采用有机材料。选用带扭转减振器的从动盘，从动片通常用1.32.0mm厚的钢板冲压而成

34、。将其外缘的盘形部分磨薄至0.651.0mm，以减小其转动惯量。整体式弹性从动片一般用高碳钢（如50）或65Mn钢板，热处理硬度3848HRC。图5-1 汽车膜片弹簧离合器压盘总成1.摩擦片 2.从动盘本体 3.从动盘铆钉 4.减振弹簧 5.减振器6.阻尼弹簧铆钉 7.从动盘毂 8.摩擦片铆钉 5.1.2 从动片结构型式的选择从动片设计时，要尽量减轻其重量，并应使其质量的分布尽可能地靠近旋转中心，以获得最小的转动惯量。为了使离合器结合平顺，保证汽车平稳起步，单片离合器的从动片一般都做成具有轴向结构，这样的从动片有3种结构型式：1、整体式弹性从动片；2、分开式弹性从动片；3、组合式弹性从动片。选

35、择整体式弹性从动片，它能满足达到轴向弹性的要求，生产率高。5.1.3 从动盘毂的设计从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它装在变速器输入轴前端的花键上，一般采用齿侧定心的矩形花键，花键轴与孔采用动配合。 从动盘毂轴向长度不宜过小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底，一般取1.01.4倍的花键轴直径。从动盘毂一般采用锻钢(如45，40Cr等)，表面和心部硬度一般在2632HRC。为提高花键内孔表面硬度和耐磨性，可采用镀铬工艺，对减振弹簧窗口及与从动片配合处应进行高频处理。减振弹簧常采用60Si2MnA、50CrVA、65Mn等弹簧钢丝。花键的结构尺寸可根据从动盘外径和发动机转矩按国标G

36、B11441974选取。表5-1 花键轴规格表从动盘外径 D(mm发动机最大扭矩 (NM)花键齿数n花键外径(mm)花键内径(mm)齿厚(mm)有效齿长(mm)225150 103226430250200103528435280280103528440300310104032550325380104032550350480104032555380600104032560410720104536565430800104536565根据发动机最大转矩为Temax=189Nm，选取表5-2 所选从动盘毂花键参数从动盘外径D/mm花键齿数花键外径 D/mm花键内径d/mm齿厚b/mm有效齿长/mm挤压

37、应力25010352843510.2花键尺寸选定后应进行强度校核。由于花键损坏的主要形式是由于表面受挤压过大而破坏，所以花键要进行挤压应力计算，当应力偏大时可适当增加花键毂的轴向长度。挤压应力计算公式： 挤压= （5-1） 式中，P为花键的齿侧面压力()。它由下式确定：花键的齿侧面压力： （5-2） 式中，分别为花键的内外径； Z为从动盘毂的数目,Z=1；为发动机最大转矩；为花键齿数；为花键齿工作高度； 为花键有效长度。则故5.2 离合器盖总成设计 离合器盖总成除了压紧弹簧外还有离合器盖、压盘、传动片、分离杠杆装置及支承环等。5.2.1 离合器盖设计为了减轻重量和增加刚度，轿车的离合器盖常用厚

38、度约为35mm的低碳钢板（如08钢板）冲压成比较复杂的形状。在设计中要特别注意的是刚度、对中、通风散热等问题。离合器盖的刚度不够，会产生较大变形，这不仅会影响操纵系统的传动效率，还可能导致分离不彻底、引起摩擦片早期磨损，甚至使变速器换挡困难。离合器盖内装有压盘、分离杠杆、压紧弹簧等，因此，应与飞轮保持良好的对中，以免影响总成的平衡和正常的工作。对中方式采用定位销或定位螺栓，也可采用止口对中。离合器盖的膜片弹簧支承处应具有高的尺寸精度。为了加强离合器的通风散热和清除摩擦片的磨损粉末，防止摩擦表面温度过高，在保证刚度的前提下，可在离合器盖上设置循环气流的入口和出口，甚至可将盖设计成带有鼓风叶片的结

39、构。本次设计离合器盖要求离合器盖内径大于离合器摩擦片外径，能将其他离合器上的部件包括在其中即可。5.2.2 压盘设计对压盘设计的要求：l 压盘应具有较大的质量，以增大热容量，减小温升，防止其产生裂纹和破碎，有时可设置各种形状的散热筋或鼓风筋，以帮助散热通风。中间压盘可铸出通风槽，也可采用传热系数较大的铝合金压盘。l 压盘应具有较大的刚度，使压紧力在摩擦面上的压力分布均匀并减小受热后的翘曲变形，以免影响摩擦片的均匀压紧及离合器的彻底分离，厚度约为1525mm。l 与飞轮应保持良好的对中，并要进行静平衡，压盘单件的平衡精度应补低于1520g.cm。l 压盘高度（从承压点到摩擦面的距离）公差要小。初

40、步确定压盘厚度为15mm，外径250mm，内径132.5mm。材料为灰铸铁HT200铸成，密度为。C=481.4J/(kg.)压盘的厚度初步确定后，应根据下式来校核离合器一次接合的温升 （5-3）式中，t为压盘温升（），不超过810；c为压盘的比热容，铸铁的比热容为)；为传到压盘的热量所占的比例，对单片离合器，=0.5；可算得压盘质量m=3.816kg。温升t=2.177，满足要求。5.3离合器分离装置设计5.3.1 分离轴承分离轴承在工作中主要承受轴向分离力，同时还承受在告诉旋转时离心力作用下的径向力。以前主要采用推力球轴承或向心球轴承，但其润滑条件差，磨损严重、噪声大、可靠性差、使用寿命低

41、。目前国外已采用角接触推力球轴承，采用全密封结构和高温锂基润滑脂，其端部形状与分离指舌尖部形状相配合，舌尖部为平时采用球形端面，舌尖部为弧形面时采用平端面或凹弧形端面。本设计采用角接触推力球轴承 5.3.2 分离套筒本设计使用的是适合拉式离合器的自动调心式分离轴承装置。轴承外圈与分离套筒外凸缘和外罩之间以及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。在外圈轴承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断

42、面的磨损，是轴承不会出现过热而造成润滑脂流失分解。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，由内圈来推动分离指的结构，适当地增大了膜片弹簧的杠杆比，且由于内圈转动，在离心力作用下，润滑脂在内、外圈间的循环得到改善，提高了轴承使用寿命。这种拉式分离轴承室将膜片弹簧分离指舌尖直接压紧在碟形弹簧与档环之间，再用弹性锁环卡紧，结构较简单。5.4 膜片弹簧的设计5.4.1 膜片弹簧基本参数的选择（1）比值H/h和h的选择 比值H/h对膜片弹簧的弹性特性影响极大。当H/h 时， 有一极大值和一极小值；当H/h=2 时， 的极小值落在横坐标上。为保证离合器压紧力变化不打和操纵轻

43、便，汽车离合器用膜片弹簧的H/h一般为1.52.0，板厚h为24mm。初取h=3mm, H/h =1.6，H=4.8mm1. 2. 3. 4. 5. 图5-2 膜片弹簧的弹性特性曲线（2）R/r比值和R、r的选择研究表明，R/r越大，弹簧材料利用率越低，弹簧越硬，弹性特性曲线受直径误差的影响越大，且应力越高。根据结构布置和压紧力的要求，R/r一般为1.201.35。为使摩擦片上的压力分布较均匀，推式膜片弹簧的R值宜取为大于或等于摩擦片的平均半径=95.625mm。则可初取r=102mm，R=125mm。（3）的选择膜片弹簧自由状态下圆锥底角与内截高度H关系密切，一般在915范围内。 可算得=12 （4）膜片弹簧工作点位置的选择 设通过支承环和压盘加载膜片弹簧上地载荷F1(N)集中在支承点处，加载点间的相对轴向变形为1(mm),则膜片弹簧的弹性特性如下式表示： （5-4）式中： 膜片弹簧在离合器压盘支承处的载荷（N） 膜片弹簧在压盘支承处的变