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汽车设计课程设计说明书离合器设计摘要离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，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；在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，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本文通过对整车参数的分析，并在拆装车轻型膜片弹簧离合器及对其进行结构分析的基础上，对轿车离合器进行重新设计，使得轿车离合器设计更合理首先对货车离合器的结构型式进行合理选择，主要是对从动盘数及干湿式的选择、压紧弹簧的结构型式及布置和从动盘的结构型式选择，并利用cad电子图板软件绘制轿车膜片弹簧离合器装配图；再进行离合器的基本结构尺寸和参数的选择及计算；最后进行离合器零件的结构选型及设计计算，主要是对从动盘总成设计，压盘、传力片的设计校核，膜片弹簧主要参数的选择、设计和强度校核，并绘制离合器零件图关键字：轿车离合器 膜片弹簧 设计 校核目录摘要 2目录 31． 绪论 51.1离合器概述 51.2拉式膜片弹簧离合器的优点 52. 离合器结构方案选取 62.1离合器车型的选定 62.2离合器设计的基本要求 62.3离合器结构设计 72.31 摩擦片的选择 72.32 压紧弹簧布置形式选择 72.3.3 压盘的驱动方式的选择： 73. 离合器基本参数的确定 83.1 摩擦片主要参数的选择 83.2 离合器后备系数的确定 103.3 单位压力P的确定 103.4 摩擦片基本参数的优化 104. 离合器从动盘设计 114.1从动盘设计 114.1.1从动盘的选择和设计 124.1.2从动盘毂的设计 124.1.3摩擦片材料的选取及与从动片的紧固方式 125. 离合器压盘的设计 135.1压盘的传力方式的选择 135.2压盘的几何尺寸的确定 135.3压盘传里片的材料选择 155.4离合器盖的设计 155.5传力片的设计及强度校核 156. 离合器膜片弹簧的设计 166.1膜片弹簧主要参数的选择 166.1.1H/h值的选择 166.1.2R/r值的选择 176.1.3圆锥底角的确定 176.1.4切槽宽度 176.2 膜片弹簧的设计 186.3膜片弹簧的载荷和变形关系 197. 扭转减震器设计 217.1减震器安装的位置 217.2全部减震器总的工作载荷 227.3单个减震弹簧的工作载荷P 227.4减震弹簧尺寸 22结论 23参考文献 241． 绪论1.1离合器概述离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构，其功用是在必要时中断动力的传递，保证汽车平稳地起步；保证传动系换档时工作平稳；限制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1.2拉式膜片弹簧离合器的优点 与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更少；拉式膜片弹簧是中部与压盘相压在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构；在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率更高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承减少了摩擦损失，传动效率较高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一般可减少约；无论在接合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和哭声；使用寿命更长2. 离合器结构方案选取2.1离合器车型的选定其基本参数如下：发动机型号发动机最大转矩【N·m/(r/min)】传动比驱动轮类型与规格汽车总质量（Kg）使用工况离合器形式1挡住减速比YZ495Q3202/19006.46.677.00-206045乡间单片2.2离合器设计的基本要求为了保证离合器具有良好的工作性能，设计离合器应满足以下要求：⑴ 在任何行驶条件下，都能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载。

⑵ 接合时要完全、平顺、柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击⑶ 分离要迅速、彻底⑷ 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⑸ 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⑹ 应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力⑺ 操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳⑻ 作用在从动盘上的总压力和摩擦离合器和摩擦材料的摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能⑼ 具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长⑽ 结构应简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便2.3离合器结构设计2.31 摩擦片的选择设计选择单片离合器2.32 压紧弹簧布置形式选择膜片弹簧有以下优点：⑴ 由于膜片弹簧有理想的非线性特征,弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大致不变，从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的能力不变当离合器分离时，弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高，而是降低，从而降低踏板力；⑵ 膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；⑶ 高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱弹簧压紧力明显下降；⑷ 由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命；⑸ 易于实现良好的通风散热，使用寿命长；⑹ 平衡性好；⑺ 有利于大批量生产，降低制造成本。

2.3.3 压盘的驱动方式的选择：窗孔式、销钉式、键块式它们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传动片式此结构中压盘与飞轮对中性好，使用平衡性好，简单可，寿命长3. 离合器基本参数的确定3.1 摩擦片主要参数的选择摩擦片外径是离合器的主要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响摩擦片外径D（mm）也可以根据发动机最大转矩（N.m）按如下经验公式选用 （3.1）由选已知得=202N·m，式中，为直径系数，取值范围见表3-1表3-1 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=16则将各参数值代入式后计算得 D=227.4mm根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表3-2表3-2 离合器摩擦片尺寸系列和参数（即GB1457—74）外径D/mm160180200225250280300325350内径d/mm110125140150155165175190195厚度h/3.23.53.53.53.53.53.53.54=d/D0.6870.6940.7000.6670.5890.5830.5850.5570.5401－0.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827单位面积F/106132160221302402466546678可取：摩擦片相关标准尺寸： 外径D=280mm 内径d=165mm 厚度h=3.5mm3.2 离合器后备系数的确定结合设计实际情况，故选择β=1.6。

表3-3　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1.80～4.003.3 单位压力P的确定前面已经初步确定了摩擦片的基本尺寸；外径D=280㎜ 内径d=165㎜ 厚度h=3.5㎜ 内径与外径比值C=0.589 由公式D ³πfZ（1-c ³）=12β得=0.2357Mpa3.4 摩擦片基本参数的优化⑴ 摩擦片外径D（mm）的选取应使最大圆周速度不超过65～70m/s根据式子得到为摩擦片最大圆周速度41.04（m/s）；为发动机最高转速(r/min)⑵ 摩擦片的内，外径比c应在0.53～0.70范围内，即⑶ 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β值应在一定范围内，最大范围为1.2～4.0⑷ 为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器振器弹簧位置直径约50mm，即mm⑸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， 为单位摩擦面积传递的转矩(N.m/mm2)，可按表3.7选取经检查,合格外径D/mm≤210>210～250>250～325>3252.83.03.54.0⑹ 为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，单位压力的最大范围为0.11～1.50MPa,即MPaMPaMpa⑺ 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 （3.8）J/mm2式中,为单位摩擦面积滑磨(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 （3.9）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： m Kg(6045)代入式（3.9）得J，代入式（3.8）得，合格⑻离合器接合的温升m压-----压盘的质量，kg；m压≈=5.9 kg式中,t为压盘温升,不超过°C；c为压盘的比热容，J/(Kg·°C)；γ为传到压盘的热量所占的比例，对单片离合器压盘；，为压盘的质量m=5.9Kg代入得，t=2.137℃<8℃合格.4. 离合器从动盘设计4.1从动盘设计从动盘总成应满足如下设计要求：⑴ 为了减少变速器换档时齿轮间的冲击，从动盘的转动惯量应尽可能小；⑵ 为了保证汽车平稳起步、摩擦面片上的压力分布均匀等从动盘应具有轴向弹性；⑶ 为了避免传动系的扭转共振以及缓和冲击载荷，从动盘中应装。