汽车离合器设计.doc

南京理工大学车辆工程课程设计目 录第一章 绪论 31.1 前言 31.2 课程设计目的 31.3 设计要求 41.4 技术参数及设计要求 51.5 设计步骤 5第二章 离合器摩擦片参数的确定 62.1 后备系数β 62.2 单位压力 62.3 离合器传递的最大静摩擦力矩 62.4 摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙△t 62.5 摩擦片参数的选择 72.5.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b 72.6 离合器基本参数的校核 82.6.1 最大圆周速度 82.6.2 直径误差 82.6.3 单位摩擦面积传递的转矩 82.6.4单位摩擦面积滑磨功 8第三章 膜片弹簧的设计 103.1 膜片弹簧的基本参数的选择 103.1.1 截锥高度H与板厚h和板厚h的选择 103.1.2 自由状态下碟簧部分大端R、小端r的选择 103.1.3 膜片弹簧起始圆锥底角的选择 103.1.4 分离指数目n的选取 103.1.5 切槽宽度、及半径 103.1.6 压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定 103.1.7 膜片弹簧工作点位置的选择 113.1.8 膜片弹簧材料 123.2 膜片弹簧的弹性特性曲线 133.3 膜片弹簧的相关参数如表3-1 13第四章 扭转减振器的设计 144.1 扭转减振器主要参数 144.1.2 扭转刚度k 144.1.3 阻尼摩擦转矩 154.1.4 拉紧力矩 154.1.5 减振弹簧的位置半径 154.1.6 减振弹簧个数Z 154.2 减振弹簧的计算 164.2.1 减振弹簧的分布半径R 164.2.2 单个减振器的工作压力P 164.2.3 减振弹簧尺寸 16第五章 离合器其它主要部件的结构设计 195.1 从动盘毂的设计 195.2 从动片的设计 205.3 离合器盖结构设计的要求： 205.4 压盘的设计 215.5 压盘的结构设计与选择 21第六章 参考文献 23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，按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。

目前，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是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构，其主要功用是：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，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；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；有效地降低传动系中的振动和噪声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，人们对离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，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 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》、《汽车设计》等课程后一项重要的实践性教学环节，基本的目的是：①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。

②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与计算方法③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 ④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⑤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1.3 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，设计的汽车离合器应满足如下基本要求： （1）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为此，离合器的摩擦力矩应大于发动机最大扭矩；（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，以保证汽车起步时没有抖动和冲击 （3）分离时要迅速、彻底。

（4）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 （5）应具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 （6）应避免汽车传动系共振，具有吸收震动、缓和冲击和减小噪声能力7）操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳，尤其是对城市行驶的轿车和公共汽车，非常重要； （8）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的变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能 （9）摩擦式离合器，摩擦衬面要耐高温、耐磨损，摩擦衬面磨损在一定范围内时，要能通过调整，使离合器正常工作（10）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 （11）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1.4 技术参数及设计要求表1.1 车型参数爬坡度最大功率/转速最大转矩/转速车身 总质量一档 传动比主减 速比4574kw/52000rpm155Nm/38000rpm1140kg3.4554.111本次设计要求如下：（1）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。

2）零件图（四号图纸，非标准零件由老师指定）要求结构合理，尺寸公差标注规范，基准选择恰当3）课程设计说明书一份（用统一规格）1.5 设计步骤（1）熟悉离合器结构及相关理论知识2）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3）绘制离合器总成装配图4）绘制主要零件图5）编写设计说明书第二章 离合器摩擦片参数的确定2.1 后备系数β 后备系数β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β时，应考虑到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、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 各类汽车离合器β的取值范围见表2-1表2-1 离合器后备系数β的取值范围车型后备系数β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 根据设计要求本次课程设计的后备系数β范围为1.20-4.0，取β=1.22.2 单位压力 当摩擦片采用不用的材料时，取值范围见表2-2表2-2 摩擦片单位压力P0的取值范围摩擦片材料单位压力/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 选择：,本次设计选取2.3 离合器传递的最大静摩擦力矩2.4 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2-3表2-3 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=0.20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在前面的设计分析中已经陈述了本次设计选用的是双片推式膜片弹簧离合器，因此Z=4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间留有的间隙该间隙△t一般为3~4mm本次设计取△t=3mm2.5 摩擦片参数的选择2.5.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b 摩擦片外径是离合器基本尺寸，它关系到离合器的结构重量和寿命，它和离合器所需传递转矩大小有一定关系D= =≈178mm (2-1)取D =180mm离合器摩擦片尺寸系列和参数表2-4外径D/mm160180200225250280300325350380405430内径d/mm110125140150155165175190195205220230厚度b/mm3.23.53.53.53.53.53.53.54444c=d/D0.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.5850.5570.5400.5430.5351- c30.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.8270.8430.8400.847单位面积1061321602213024024665466787299081037摩擦片标准系列尺寸，取 。

2.6 离合器基本参数的校核2.6.1 最大圆周速度 式中，为摩擦片最大圆周速度（m/s）； 为发动机最高转速取4000； 为摩擦片外径径取180；故符合条件2.6.2 直径误差 摩擦片的内、外径比c应在0.53～0.70范围内，本次设计取c = =0.694 ,代入（2-1）中 得D=176mm, D与D的误差在1～3mm之间，符合要求2.6.3 单位摩擦面积传递的转矩=(N·/)式中，为离合器传递的最大静摩擦力矩186； 式中，为单位摩擦面积传递的转矩（N﹒m/）；为其许用值（N﹒m/），按下表2-5选取表2-5 单位摩擦面积传递转矩的许用值离合器规格D/mm0.280.300.350.40当摩擦片外径D210mm时，=0.28N·/>0.0008N·/，故符合要求2.6.4单位摩擦面积滑磨功 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，离合器每一次结合的单位摩擦面积滑磨功w应小于其许用值[w] 汽车起步时离合器结合一次。