货车离合器设计说明书机械制造汽车技术_机械制造-汽车技术.pdf

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1、货车离合器设计说明书 I/33 目录 前言.1 1、离合器的作用.1 2、离合器的组成.1 3、货车离合器的选用.2 3.1、从动盘选择.4 3.1.1 单片离合器.4 3.1.2 双片离合器.4 3.2、压紧弹簧和布置形式的设计.4 3.3 膜片弹簧的支承形式.6 3.4 压盘驱动方式.6 离合器主要参数的选择.7 1、摩擦片的计算.8 2、离合器基本参数优化.12 3、膜片弹簧主要参数的选择.15 4、膜片弹簧的载荷与变形关系.17 5、膜片弹簧工作点位置的选择.18 6、膜片弹簧的应力计算.19 7、扭转减振器的设计.21 8、减振弹簧的设计.21 货车离合器设计说明书 II/33 9、

2、从动盘榖.23 10、从动轴的计算.25 11、分离轴承的寿命计算.26 12、离合器操纵机构的设计.26 总结.30 压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发

3、动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 1/33 货车离合器设计说明书 前言 1、离合器的作用 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器的输入轴。摩擦离合器作为一种典型离合器为现代各类型汽车广泛采用，实际上是一种依靠主、从动部件间的摩擦来传递动力且能分离的机构。离合器保证汽车平稳起步、保证变速器换挡时工作平顺、限制超额转矩的传递，防止传动系统过载。离合器是联系发动机和汽车传动系统的“纽带”，因而是汽车传动系统的重要部件。

4、2、离合器的组成 离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成。离合器主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构四个部分组成，组成可以有图 1 表示：离合器的主动部分是发动机的飞轮、离合器盖、离合器中的压盘，离合器盖通过螺栓固定在飞轮上，离合器盖的动力通过传动片传给压盘。从动部分是从动盘和与之通过花键连接的从动轴（变速器第一轴），从动盘位于压盘和飞轮之间。压紧弹簧装在离合器盖内，周向分布，对亚盘产生压紧力。分离杠杆的指点在离合器盖上，一端作用于压盘，另一端被分离轴承作用。当从动盘被压盘和飞轮加紧形成一个整体时。发动机的动力通过飞轮以与离合器盖、压盘传递给从动盘，由从动轴输出，这就是离合器的结；若

5、要切断发动机的动力输出，只需将压盘离开从动盘，使从动盘处于自由状态，这就是压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重

6、要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 2/33 离合器的分离。3、货车离合器的选用 离合器按照从动盘数目不用，压紧弹簧布置形式不同，压紧弹簧机构形式不同，分离时作用力方向不同可以分为如图 2 所示：压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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

7、面上离合器的输出轴就是变速器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 3/33 本文参照 CA1040 系列轻型载货汽车离合器进行离合器的设计，CAl040系列轻型载货汽车的离合器都是相同的，为膜片弹簧式，带扭转减速器，型号为 D.S.T240。主要由发动机飞轮、从动盘总成与离合器盖总成组成。其中离合器盖总成由膜片弹簧 4、压盘 6 与盖 2 构成。从动盘架在飞轮 3 与压盘之

8、间。膜片弹簧的中心部分开有 15 个径向切槽，形成弹性杠杆。其余未切槽的截锥部分起弹簧作用。离合器盖由 6 个螺栓 1 和 3 个圆柱销 7 固定在飞轮上。离合器盖与压盘之间由 3 个传动片连接，兼起回位和传递转矩的作用。从动盘通过花键与变速器第一轴连接。发动机的动力从飞轮传给离合器盖，再由固定其中的传动片传给压盘。三者在膜片弹簧的作用下使得两摩擦面产生摩擦力矩，从而将力矩传给从动盘继而传向变速器第一轴。当踩下离合器踏板时，使得装在分离轴承座上的分离轴承被推向前方，消除了 1.5-2mm的间隙(相当于踏板 20-27mm的自由行程)后，压在膜片弹簧的分离指端，在弹簧杠杆的作用下，膜片弹簧大端向

9、后移动。此时，压盘在传动片的弹力作用下也随之向后移动，使压盘和飞轮与从动盘之间的压力消压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车

10、传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 4/33 失，从而实现了离合器的分离。3.1、从动盘选择 3.1.1 单片离合器 只有一个从动盘，前后两片都装有摩擦片，形成两个摩擦片。单盘离合器可满足轿车和轻型货车传递发动机最大转矩的要求。单片离合器结构简单，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。3.1.2 双片离合器 有两个从动盘，形成 4 个摩擦面。对中、重型货车而言，要求离合器传递大的转矩，较为有效的举措是增加摩擦面的数目。双片离合器与单片离

11、合器相比，由于摩擦面数增加一倍，因而传递转矩的能力较大；结合更为平顺、柔和；在传递相同转矩的情况下，径向尺寸较小，踏板力较小；中间压盘通风散热性差，容易引起摩擦片过热，加快其磨损甚至烧坏；分离行程较大，不易分离彻底。小结：本文是参照 CA1040轻型货车设计的离合器，根据轻型货车传递的发动机转矩较小的条件，所以选用单盘离合器。3.2、压紧弹簧和布置形式的设计 3.2.1 周置弹簧离合器 周置弹簧离合器采用圆柱螺旋弹簧，并均匀分布在一个或同心的两个圆周上，其特点是结构简单、制造容易，过去广泛运用于分类汽车。此结构的弹簧压力直接作用于压盘上，为了保证摩擦片上压力均匀，压紧弹簧的数目压紧弹簧和布置形

12、式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器

13、设计说明书 5/33 要随着摩擦片直径的增大而增多，而且应当是分离杠杆的倍数。3.2.2 中央弹簧离合器 中央弹簧离合器采用一至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。这种结构较复杂，轴向尺寸较大，多运用于发动机最大转矩大于 400500N.m的商用车上，以减轻其操纵力。3.2.3 斜置弹簧离合器 斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传动盘上，并通过压杆作用在亚盘上。这种结构的显著优点是在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。与上述两种离合器相比，它具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点。此结构在最大总质量大于 14t 的商用车上已采用。3.2.4

14、 膜片弹簧离合器 膜片弹簧离合器是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的蝶形弹簧，主要由碟簧部分和分离指部分组成。膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，具有一系列优点：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。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。高速选转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形

15、式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 6/33 降

16、。膜片弹簧以整个圆周与圆盘接触，使压力均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。易于是吸纳良好的通风散热，使用寿命长。膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。但膜片弹簧的制造工艺较复杂，制造成本较高，对材质和尺寸精度要求较高，其非线性弹性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。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，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。小结：综合压紧弹簧与布置形式的特点，参照 CA1040，本文货车离合器采用膜片弹簧离合器，可以满足货车的换挡、平稳起步、以与停车等动力的分离和结合

17、。3.3 膜片弹簧的支承形式 推式膜片弹簧支承结构按支承数目的不同分为三种。双支承环形式，用台肩式铆钉将膜片弹簧、两个支承环与离合器盖定位铆合在一起，结构简单：在铆钉上装硬化衬套和刚性挡环，提高了耐磨性，延长了使用寿命，但结构较复杂；取消铆钉，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，是结构紧凑、简化，耐久性良好，运用日益广泛。3.4 压盘驱动方式 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。前三种的共同缺点是在连接件之间都有间隙，在传动中将产生压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合

18、器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 7/33 冲击和噪声，而且在零件相对滑动中摩擦和磨损，降低了离

19、合器的传动效率。弹性传动片式是今年来广泛采用的驱动方式，沿圆周切向布置的三组或四组薄弹簧钢带传动片两端分别与离合器和压盘以铆钉或螺栓联结，传动片弹性允许其作轴向移动。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的结构简单，压盘与飞轮对中性能好，使用平衡性好，工作可靠，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，一般采用高碳钢。前言小结：解放牌 CA1040属于轻型载货汽车，结合离合器中从动盘的选择、压紧弹簧和布置形式的选择、膜片弹簧的支承形式的选择、压盘的驱动形式的选择以与实际运用中驾驶员操纵方便，便于维修，离合器工作可靠等方面，本文货车离

20、合器选用膜片弹簧式带扭转弹簧减震器的离合器。离合器主要参数的选择 表一：解放 CA1040 离合器参数 发动机驱动形式 42 发动机最大功率 75kw 汽车最大载质量 2000kg 发动机最大转速 4500r/min 汽车质量 4325kg 发动机最大扭矩 196N.m 发动机位置 前置 离合器形式 机械式干式单片膜片（压式）操纵形式 液压人力操摩擦片最大外径 D=225mm 压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计

21、说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 8/33 纵 踏板行程 80150mm,913.5,17.610gii 000.1,775.1,659.2432gggiii 汽车最大车速 hkm/110 1、摩擦片的计算 为了保证离合器在任

22、何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时CT应大于发动机转矩，即.（1）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 1。发动机的最大扭矩可由式：peenapTmaxmax9549.(2)式中：。min/4500,75maxrnKwppea在 1.11.3 之间，去16.1a，则mNTe.max196 后备系数是离合器的重要参数，反映离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择时，应考虑摩擦片在使用中磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩、阻止离合器滑磨时间过长、防止传东西过载以与操纵轻便等因素。通常轿车和轻型货车75.1

23、2.1。结合设计实际情况5.1。则有可有表二查的5.1。表二：离合器后备系数的取值范围 maxecTTmaxeT压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽

24、车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 9/33 车型 后备系数 乘用车与最大质量小于 6t 的商用车 1.201.75 最大总质量为 614t 的商用车 1.502.25 挂车 1.804.00 摩擦片的外径可有式：maxeDTKD.(3）DK为直径系数，取值见表三，去16DK得mmD11.221。表三：直径系数取值范围 车型 直径系数DK 乘用车 14.6 最大总质量为 1.814.0t的商用车 16.018.5（单片离合器）13.515.0（双片离合器）最大质量大于 14.0t 的商用车

25、22.524.0 摩擦片的尺寸已系列化和标准化，标准如下表（部分）：表四：离合器摩擦片尺寸系列和参数 外径 Dmm 16 0 280 300 325 内径径 Dmm 110 125 14 5 190 压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合

26、器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 10/33 厚度mm 3.2 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 31c 0.687 0.694 0.700 0.667 0.620 0.589 0.583 0.585 Ddc/0.676 0.667 0.657 0.703 0.762 0.583 0.802 0.800 单面面积2cm 106 2 0.802 466 546 摩擦片的摩擦因数f取决

27、于摩擦片所用的材料与其工作温度、单位压力和滑磨速度等因素。摩擦面数Z为离合器从动盘数的两倍，决定于离合器所传递转矩的大小与其结构尺寸。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段之间留有的间隙。该间隙t一般为 34mm。取mmt4。表五：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 0.200.25 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 0.4 离合器依靠住从动部分的摩擦将发动机的转矩传递给变速器。离合器的

28、静摩擦力矩cT为 ccTfFZR.（4）压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合

29、器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 11/33 式中，f为摩擦面间的静摩擦因数，计算时一般取 0.250.30；F为压盘施加在摩擦面上的工作压力；cR为摩擦片的平均摩擦半径；Z为摩擦面数，单片离合器的2Z，双片离合器的4Z。设0p为摩擦面承受的单位压力，且压力分布均匀，则单位摩擦面积ds（图3）上产生的单元摩擦力矩为 dsRrdd图3 摩 擦片单元摩擦面积20dTddfP .（5）整个摩擦面上产生的摩擦力矩为 233200023RrRrTd dfpfP .（6）式中，R为摩擦片外半径；r为摩擦片内半径。摩擦面承受的单位压力0p为 压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧

30、的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 12

31、/33 022224()()FFpDdRr.（7）式中，D为摩擦片外径，2DR；d为摩擦片内径，2dr。求的：mpap23.00。表六：摩擦片单位压力0p的取值范围 摩擦材料 单位压力MPap/0 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 金属陶瓷材料 0.71.50 2、离合器基本参数优化 2.1、摩擦片外径D（mm）的选取应使最大圆周速度Dv不超过 6570m/s，即 smDnveD/706510603max.（8）式中，压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片

32、弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 13/33 Dv为摩擦片最大圆周速度（sm/）；maxen为发动机最高转速（mi

33、n/r）。2.2 摩擦片的内、外径比c应在 0.530.70 范围内，即 70.053.0 c 2.3、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，不同车型的值应在一定范围内，最大范围为 1.24.0，即 0.42.1 2.4、为了保证扭转减震器的安装，摩擦片内径d必须大于减震器弹簧位置直径02R约 50mm，即 mmRd5020 2.5、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)(40220cccTdDZTT.(9)式中，0cT为单位摩擦面积传递的转矩（2./mmmN）；0cT为其允许值（2./mmmN），按表七选取 表七：单位摩擦面积传递

34、转矩的许用值 离合器规格mmD/210 250210 325250 325 2010/cT 0.28 0.30 0.35 0.40 压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离

35、合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 14/33 2.6、降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，对于不同车型，单位压力0p根据所用的摩擦材料在一定范围内选取，0p的最大范围为1.50MPa0.10，即 1.50MPap0.10Pa0 2.7、为了减少汽车起步过程中离合器的摩擦，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤，离合器每一次结合的单元摩擦面积滑磨功应小于其许用值，即)(422wdDZWw.（10）式中，w为单位摩擦面积滑磨功（2/mmJ）；w为其许用值（2/mmJ），对乘

36、用车：2/40.0mmJw，对于最大总质量小于6.0t 的商用车：2/33.0mmJw，对于最大总质量大于 6.0t 的商用车：2/25.0mmJw；W为汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功（J），可根据下式计算)(1800220222graeiirmnW.（11）式中，am为汽车总质量（kg）；rr为轮胎滚动半径（m）；gi为汽车起步时所用变速器档位传动比；0i为主减速器传动比；en为发动机转速（min/r），计算时乘用车取 2000min/r，商用车取 1500压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择

37、膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 15/33 min/r。其中17.60i 913.51gi mrr6.0 kgma4325带入式（

38、11）得JW527.14431带入式（）得33.0327.0ww，合格。2.8、离合器结合的温升 mcWt.（12）式中：t为压盘温升，不超过 810；c为压盘的比热容，).(4.481kgJc；为传动压盘的热量所占的比例，对单片离合器压盘；5.0，m为压盘的质量kgm15.3 带入，76.4t，合格。3、膜片弹簧主要参数的选择 3.1 膜片弹簧的弹性特性 通过支承环和压盘加在膜片上的载荷1F（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)2)()()/ln()1(6)1(21111112112111hrRrRHrRrRHrRrREhfF.（13）式中

39、，E弹性模量，对于钢，MPaE5101.2 泊松比，对于钢，3.0 H膜片弹簧在自由状态时，其碟簧部分的内锥高度 h弹簧钢板厚度 R弹簧自由状态时碟簧部分的大端半径 r弹簧自由状态时碟簧部分的小端半径 压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离

40、合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 16/33 1R压盘加载点的半径 1r支承环加载点半径 3.2 比较hH/的选择 此值对膜片弹簧的弹性特性影响极大，分析式（13）载荷与变形之间的函数关系可知，当2/hH时，)(11fF 为增函数；2/hH时，)(11fF 有一极值，该极值点恰为拐点；当2/hH时)(11fF 有一极大值和一极小值；当22/hH时)(11fF 的极小值落在坐标上。为保证离合器压紧力变化

41、不大和操纵轻便，离合器用膜片弹簧的hH/一般为 1.52.0，板度h为 24mm。本设计，2/hH，3h。3.3、rR/选择 通过分析表明，rR/越小，应力越高，弹性曲线受直径误差影响越大。汽车离合器膜片弹簧根据结构布置和压紧力的要求，rR/常在 1.21.3 的范围内取值。本设计中取25.1/rR，摩擦片的平均半径75.934dDRc，cRr 取mmr94则mmR5.117取整mmR118则255.1/rR。3.4、的选择（圆锥底角）汽车膜片弹簧自由状态时，圆锥底角一般在 915范围内，本设计)/(arctanrRH得32.14在 915之间，合格。分离指数常取为 18，大尺寸膜片弹簧有取

42、24 的，对于小尺寸膜片弹簧，也有取 12 的，本设计所取分离指数为 18。3.5、切槽宽度,109,5.32.321mmmm取,10,321mmmmer应满足2err的要求。3.6、压盘加载点半径1R和支承环加载点半径1r的确定 压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的

43、输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 17/33 1r应略大于且尽量接近r，1R应略小于R且尽量接近R。本设计取mmrmmR96,11611。膜片弹簧应用优质高精度钢板制成，其碟簧部分的尺寸精度更高。国内常用的碟簧材料为sizmnA60，当量应力可取为 160017002/mmN。3.7、公差与精度 离合器盖的膜片弹簧支承处，要具有大的刚度和高的尺寸精度，压力盘高度（从承压点

44、到摩擦面的举例）公差要小，支承环和支承铆钉安装尺寸精度要高，耐磨性要好。4、膜片弹簧的载荷与变形关系 蝶形弹簧的形状如以锥形垫片，它具有独特的弹性特征，广泛运用于机械制造中。膜片弹簧式具有特殊结构的蝶形弹簧，在碟簧的小端伸出许多由径向槽隔开的挂状部分分离指。膜片弹簧的弹性特征与尺寸如其碟簧部分的蝶形弹簧完全相同（当加载点相同时）。因此，蝶形弹簧有关设计公式对膜片弹簧也适用。通过支承环和压盘加在膜片弹簧上的沿圆周分布的载荷，假象集中在支承点处，用1F表示，加载点间的相对变形（轴向）为1。带入得 121311115.927356.222537.148)(fF.(14)对式（14）求一次导数，可解出

45、11F的凹凸点，求二次导数可得拐点。凸点：NFmm93.1179696.211时，凹点：NFmm98.674804.711时，拐点：NFmm9273511时，压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转

46、矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 18/33 表八：膜片弹簧特性所用到的系数 R r 1R 1r H h 1 当离合器分离时，膜片弹簧加载点发生变化。设分离轴承对膜片弹簧指所加的载荷为2F，对应此载荷作用点的变形为2。由 11111232.0FFrrrRFf 111121.3rRrrf 表九：弹簧工作点的数据 1 2.96 7.04 5 2 9.18 2.182 15.5 1F 11796.93 6748.98 9273 2F 3775.02

47、2159.67 2967.36 5、膜片弹簧工作点位置的选择 膜片弹簧的弹性特性曲线图分析出，该曲线的拐点 H对应着膜片弹簧压平位置，而2/)(111NMH。新离合器的结合状态时，膜片瘫痪个工作点 B一般取凸点 M和拐点 H之间，且靠近或在 H点处，一般HB11)0.18.0(，以保证摩擦片在最大磨损限度范围内压紧从 FIB 编导 FIA变化不大。当分离时，膜片弹簧工作点从 B变到 C，为最大限度地减小踏板力，C点应尽量靠近N点。为了保证摩擦片磨损后人能可靠的传递转矩，并考虑摩擦因数下降，摩压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化

48、膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明书前言离合器的作用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器的输入轴摩擦离合器作为一种典型离合器为起步保证变速器换挡时工作平顺限制超额转矩的传递防止传动系统过载离合器是联系发动机和汽车传动系统的纽带因而是汽车传动系统的重要部件离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成离合器主要包括主动部分从货车离合器设计说明书 19/33 擦片磨损后弹簧工作压紧力IAF应大于或等于新摩擦片的压紧力IBF

49、。6、膜片弹簧的应力计算 假定膜片弹簧在承载过程中其子午断面刚性地绕此断面上的某中性点 0转动。断面在 0 点沿圆周方向的切向应变为零，故该点的切向应力为零，0 点以外的点均存在切向应变和切向应力。现选定坐标于子午线断面，使坐标原点位于中性点 0。令 X周平行于子午断面的上下边，则断面上任意点的切向应力为：xeyXEt)2/(12.（15）式中 碟簧部分子午断面的转角（从自由状态算起）碟簧部分分子有状态时的圆锥底角 e碟簧部分子午断面内中性点的半径)/ln(/)(rRrRe 为了分析断面中断向应力的分布规律，将(15)式写成Y与X轴的关系式：EeXEYttt)1()1()2(22.（16）有上

50、式可知，当膜片弹簧变形位置一定时，一定的切向应力t在 X-Y坐标系里呈线性分布。当0t时XY)2(，因为)2(的值很小，我们可以将)2(看成)2(tg，由上式可写成XtgY)2(。此式表明，对于一定的零应力分布在中心点 0 而与 X轴成)2(角的直线上。分析表明，B点的切向应力最大，计算膜片弹簧的应力只需校核 B处应力就可以了，将 B点的坐标)(reX和压紧弹簧和布置形式的设计膜片弹簧的支承形式压盘驱动方式离合器主要参数的选择摩擦片的计算离合器基本参数优化膜片弹簧主要参数的选择膜片弹簧的载荷与变形关系膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧的应力计算扭转减振器总结货车离合器设计说明书货车离合器设计说明