载重汽车离合器设计说明书毕业论文.doc

载重汽车离合器设计摘 要 离合器是汽车传动系的重要部件，它的构造特性与传动系紧密相关，本文针对载重汽车的各项参数，设计推式膜片弹簧离合器 离合器设计的内容主要包括压盘总成、从动盘、摩擦片和膜片弹簧三个部分首先，对离合器各零件的参数、尺寸、材料及结构进行设计，然后使用Auto CAD作图 关键词：离合器；膜片弹簧；从动盘；压盘；摩擦片 Truck clutch design ABSTRACT   Clutch is an important part of a vehicle drive train, its structural characteristics closely related to the transmission, the various parameters of the truck, the author of this paper, the design of push type diaphragm spring clutch. Clutch design content mainly includes the pressure plate assembly, driven plate, friction plate and diaphragm spring three parts. First of all, every part of the clutch design, size, material and structure parameters, and then use Auto CAD drawing.   Keywords: Clutch; diaphragm spring; follower disk; pressure plate; friction plate 目 录1 绪 论 11.1 离合器概述 11.2 离合器的功用 11.3 压紧弹簧和布置形式的选择 21.3.1 膜片弹簧离合器优点 21.3.2膜片弹簧的支撑形式 21.3.3 压盘传动方式的选择 22 离合器的摩擦片设计 32.1 离合器设计所需数据 32.2 摩擦片主要参数的选择 32.2.1 后备系数的选择 32.2.2 摩擦片主要尺寸参数确定 32.2.3 摩擦因数、摩擦面数、分离间隙的确定 42.3 摩擦片基本参数的约束条件 53 离合器的膜片弹簧设计 73.1 膜片弹簧主要参数的选择 73.2 膜片弹簧的优化设计 83.3膜片弹簧特性曲线的绘制 103.4工作点位置确定与后备系数校核 113.5分离轴承载荷计算 123.6强度校核 134 扭转减振器的设计 144.1扭转减振器的功能 144.2扭转减振器的结构类型 144.3扭转减振器主要参数的选择 155 操纵机构 205.1 离合器踏板行程计算 205.2踏板力的计算 216 离合器其它主要零件设计 236.1 从动盘毂设计 236.2压盘设计 24结　　论 26参考文献 27致 谢 281 绪 论1.1 离合器概述按动力传递零部件来说，离合器应是传动系中的总成。

离合器的工作，是受驾驶员操纵，要么分离，要么接合，以完成本身的任务离合器设置在发动机与变速器之间动力传递机构，其功用是在必要时中断动力的传输，保证汽车能够平稳地起步；保证传动系换档工作平稳；保证传动系所能承受的最大扭矩，防止传动系过载为使离合器起到以上几个作用，目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器，摩擦离合器传递的最大扭矩取决于摩擦面间的工作压紧力和摩擦片尺寸以及摩擦面的表面情况等其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相对先进，经济性合理，同时具有良好的性能，使用可靠性高、寿命长、结构简单、紧凑和操作轻便在保证可靠、稳定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；2）离合器工作分离彻底；3）从动部分惯量小，以减轻换档时齿轮冲击；4）散热性好；5）高速回转时具有可靠强度；6）避免汽车传动系共振，具有吸收震动、减小冲击和减小噪声能力；7）操纵轻便；8）工作性能好；9）使用寿命长1.2 离合器的功用离合器可使发动机与传动系逐渐接合，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，它必须先在空负荷下启动，然后再逐渐加载发动机启动后，得以稳定运转的最低转速约为300～500r/min，而汽车则只能由静止开始起步，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。

因为如果是突然的刚性连接，就必然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传动系逐渐地柔和地接合在一起，使发动机加给传动系的扭矩逐渐变大，至足以克服行驶阻力时，汽车便由静止开始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离但变速器在空档位置时，变速器内的主动齿轮和发动机还是连接的，要转动发动机，就必须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尤其在寒冷季节，如没有离合器来分离发动机和传动系，发动机起动是很困难的所以离合器的第二个功用，就是暂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经常变换档位，即变速器内的齿轮副要经常脱开啮合和进入啮合如在脱档时，由于原来啮合的齿面压力的存在，可能使脱档困难，但如用离合器暂时分离传动系，即能便利脱档同时在挂档时，依靠驾驶员掌握，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，此时又需要离合器暂时分开传动系，以便使与离合器主动齿轮联结的质量减小，这样即可以减少挂挡冲击以便利换档离合器所能传递的最大扭矩是有一定限制的，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，可避免传动系零件超载损坏，起保护作用。

1.3 压紧弹簧和布置形式的选择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1.3.1 膜片弹簧离合器优点1) 具备理想的非线性弹性特性2) 起压紧弹簧和分离杠杆的作用3) 高速旋转时弹簧压紧力下降较慢，性能较稳定4) 压力分布均匀，而且摩擦片接触良好、磨损均匀5) 通风散热良好6) 平衡性好，适用于高速运转的发动机1.3.2膜片弹簧的支撑形式离合器的支撑方式有拉式和推式，本次毕业设计选择推式膜片弹簧离合器1.3.3 压盘传动方式的选择由于传统的凸台式连接方式、键式连接方式、销式连接方式存在传力处之间有间隙的缺点，故选择已被广泛采用的传动片传动方式2 离合器的摩擦片设计2.1 离合器设计所需数据表2-1　离合器设计原始数据满载质量4265Kg发动机最大转矩171.5N·m发动机最大转矩转速2000-2500rpm发动机最大功率59.3KW发动机最大功率转速3800-4000rpm一档转动比5.557主减速比5.83轮胎规格6.50-16最高时速不低于100km/h2.2 摩擦片主要参数的选择2.2.1 后备系数的选择（1）后备系数β是离合器设计的重要参数，反映离合器传递发动机最大扭矩时的可靠程度。

选择β时，应从以下几个方面考虑：1.摩擦片使用中有一定磨损后，离合器还能确保传递发动机最大扭矩；2.防止离合器滑磨程度过大；3.要求能够防止传动系运转时过载通常轿车和轻型货车β=1.2～1.75结合设计实际情况由表2-2查得β＝2表2-2　离合器后备系数的取值范围车型后备系数β乘用车及最大总质量小于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1.80～4.002.2.2 摩擦片主要尺寸参数确定摩擦片的外径根据经验公式有: （2-1） 《汽车设计》第4版 主编：王望予 第60页 为直径系数，取值见表2-3 取 得D=235.72mm表2-3　直径系数的取值范围车型直径系数乘用车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由于摩擦片的尺寸已系列化和标准化,标准如下表2-4: 表2-4　离合器摩擦片尺寸系列和参数外径D\mm160180200225250280300325内径d\mm110125140150155165175190厚度h/mm3.23.53.53.53.53.53.53.50.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.5850.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.800单面面积cm2106132160221302402466546所以由表2-4可取摩擦片D=250mm、d=155mm、h=3.5mm。

2.2.3 摩擦因数、摩擦面数、分离间隙的确定摩擦片的摩擦因数ƒ取决于摩擦片所用的材料及基工作温度、单位压力和滑磨速度等因素可由表2-5查得ƒ取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题目设计单片离合器，因此Z=2离合器间隙Δt是指离合器处于正常接合状态、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全接合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有的间隙该间隙Δt一般为3～4mm取Δt=3.5mm表2-5　摩擦材料的摩擦因数的取值范围摩擦材料摩擦因数石棉基的材料模压0.20～0.25编织0.25～0.35粉末冶金的材料铜基0.25～0.35铁基0.30～0.50金属陶瓷的材料0.4 2.3 摩擦片基本参数的约束条件 （1）摩擦片外径D（mm）的选取应使最大的圆周速度不超过65～70m/s，即 m/sm/s （2-2）《汽车设计》第4版 主编：王望予 第62页 式中，v0为摩擦片最大的圆周速度（m/s）；nemax为发动机最高的转速(r/min) （2）摩擦片的内、外径比应在0.53～0.70范围内，即 （2-3）《汽车设计》第4版 主编：王望予 第62页 （3）为了保证离合器能够可靠地传递发动机的最大转矩，并防止传动系工作过载，不同车型的β值控制在一定范围内，最大范围为1.2～4.0。

本设计选用2.0，符合设计要求4）为了扭转减振器的安装不受约束，摩擦片内径d要大于减振器弹簧位置直径，即 mm （2-。