课程设计 膜片弹簧离合器 的设计.doc

1、题目:膜片弹簧离合器的设计姓名: 陈瑞杰学号: 200724248学院: 汽车与交通班级: 07级车辆工程2班指导老师:郭世永目录一.摘要二.整体参数及结构设计方案三.结构设计1. 膜片弹簧的设计2. 从动盘数及干湿式选取3. 压盘的驱动方式4. 离合器分离装置的设计5.离合器壳的设计6.离合器的通风散热措施四.基本参数设计1. 从动盘2. 压盘3. 分离轴承4. 扭转减震器5膜片弹簧五.参考文献六.设计心得一.摘要 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箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。汽车离合器的基本功用第一：在汽车起步时，通过离合器主动部分（和发动机曲轴相连）和从动部分（与变速器第一轴相接）之间的滑磨、转速的逐渐接近，使旋转着的发动机和原来静止的传动系平稳地联接起来，以保证汽车平稳起步。第二：当变速器换档时，通过离合器主从动部分的迅速分离来切断动力传递，以减轻换档时齿轮间的冲击，便于换档。第三：当传给离合器

2、的扭矩超过其所能传递的最大力矩（即离合器的最大摩擦力矩）时，其主从动部分将产生相对滑磨。这样离合器就起着保护传动系防止其过载的作用。二.离合器结构设计方案整车性能参数驱动形式 4*2前轮轴距 2471mm轮距前/后 1429/1422mm整备质量 1060kg最高车速 180km/h最大爬坡度 35%最小转弯半径 11m最大功率/转速 74/5800k/rpm最大转矩/转速 150/4000Nm/rpm轮胎型号 185/60R14T手动5挡离合器的设计要求在设计离合器时，应根据车型的类别，使用要求制造条件以及“三化”（系列化，通用化，标准化）要求等，合理选择离合器的结构。 在离合器的结构设计时必须综合考虑以下几点： 1：保证离合器结合平顺和分离彻底。 2：离合器从动部分和主动部分各自的连接形式和支承。 3：离合器轴的轴向定位和轴承润滑 4：运动零件的限位 5：离合器的调整。目前,汽车上广泛采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器,称为膜片弹簧离合器.下面就进行对膜片弹簧离合器的设计.分别对离合器从动盘,离合器压盘,膜片弹簧,分离轴承总成(分离轴承,分离套筒等)等组成部分进行设计.膜片弹簧离合器

3、根据分离时分离指内端受推力还是受拉力,可分为推式膜片弹簧离合器和拉式膜片弹簧离合器.由于拉式膜片弹簧离合器的综合性能优越,膜片弹簧离合器的推式结构正在逐渐被拉式结构所取代,本设计就拉式膜片弹簧离合器展开. 三.结构设计结构设计的各项要求，在本设计中都将全面的考虑，并采用相应的措施予以实现。1.膜片弹簧的设计 1.1膜片弹簧的结构由前面可以知道，本设计中的压紧弹簧是膜片弹簧。而膜片弹簧离合器分推式和拉式，在本设计中采用拉式结构。膜片弹簧实质上是一种用薄弹簧钢板制成的带有锥度的碟形弹簧.其小端的锥面上均匀地开有许多径向切槽,以形成分离指,起分离杠杆的作用,其余未切槽的大端起压缩弹簧的作用.膜片弹簧的结构形状如下图所示,它是由弹簧钢板冲压而成的。 膜片弹簧膜片弹簧两侧有钢丝支承圈,借膜片弹簧固定铆钉将其安装在离合器盖上.在离合器没有固定到飞轮上时,膜片弹簧不受力,处于自由状态,如下图a所示,此时,离合器盖与飞装面之间有一距离l.当将离合器盖用连接螺钉固定到飞轮上时,由于离合器盖靠向飞轮,膜片弹簧钢丝支承圈则压向膜片弹簧使之发生弹性变形,膜片弹簧的圆锥底角变小.几乎接近于压平状态,同时,在膜片

4、弹簧的大端对压盘产生压紧力,使离合器处于接合状态,如下图b所示,当分离离合器时,分离轴承左移,如下图c所示,膜片弹簧被压在前钢丝支承圈上,其径向截面以支承圈为支点转动,膜片弹簧变成反锥形状.使膜片弹簧大端右移,并通过分离弹簧钩拉动压盘使离合器分离.膜片弹簧离合器的工作原理图 （a）自由状态； （b）压紧状态； （c）分离状态上图为推式膜片弹簧离合器的工作原理图,拉式中膜片弹簧的安装方向与推式相反,接合时膜片弹簧的大端支承在离合器盖上,以中部压紧在压盘上,将分离轴承向外拉离飞轮,即可实现分离.1.2膜片弹簧离合器的结构特点1) 膜片弹簧的轴向尺寸较小而径向尺寸很大,这有利于在提高离合器传递转矩能力的情况下减小离合器的轴向尺寸.2) 膜片弹簧的分离指起分离杠杆的作用,故不需要专门的分离杠杆,使离合器的结构大大简化,零件数目少,质量轻.3) 由于膜片弹簧轴向尺寸小,所以可以适当增加压盘的厚度,提高热容量;而且还可以在压盘上增设散热筋及在离合器盖上开设较大的通风孔来改善散热条件.4) 膜片弹簧离合器的主要部件形状简单,可以采用冲压加工,大批量生产时可以降低生产成本.采用无支承环式的拉式膜片弹簧

5、离合器,MFZ型,直接在冲压离合器盖上冲压出一个环形凸台以支承膜片弹簧.拉式无支承环结构形式 2.从动盘的设计 根据已知条件知道载重2吨轻型汽车可选取单片干式膜片弹簧摩擦离合器，因为这种结构的离合器结构简单，调整方便，轴向尺寸紧凑，分离彻底，从动件转动惯量小，散热性好，采用轴向有弹性的从动盘结合平顺，广泛用于轿车及微、中型客车和货车上，在发动机转矩不大于1000N.m的大型客车和重型货车上也有所推广。因此该离合器选取单片干式膜片弹簧离合器。2.1从动盘结构及工作原理 在现代汽车上一般都采用带有扭转减振的从动盘,用以避免汽车传动系统的共振,缓和冲击,减少噪声,提高传动系统零件的寿命,改善汽车行使的舒适性,并使汽车平稳起步。从动盘主要由从动片，从动盘毂，摩擦片等组成，摩擦片1，13分别用铆钉14，15铆在波形弹簧片上，而后者又和从动片铆在一起。从动片5用限位销7和减振盘12铆在一起。这样，摩擦片，从动片和减振盘三者就被连在一起了。在从动片5和减振盘12上圆周切线方向开有6个均布的长方形窗孔，在在从动片 和减振盘之间的从动盘毂8法兰上也开有同样数目的从动片窗孔，在这些窗孔中装有减振弹簧11，

6、以便三者弹性的连接起来。在从动片和减振盘的窗孔上都制有翻边，这样可以防止弹簧滑脱出来。在从动片和从动盘毂之间还装有减振摩擦片6，9。当系统发生扭转振动时，从动片及减振盘相对从动盘毂发生来回转动，系统的扭转能量会很快被减振摩擦片的摩擦所吸收。 1，13摩擦片；2，14，15铆钉；3波形弹簧片；4平衡块；5从动片；6，9减振摩擦；7限位销；8从动盘毂；10调整垫片；11减振弹簧；12减振盘2.2从动盘的设计要求（1） 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（2） 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（3） 为了避免传动系的扭转共振以及缓和冲击载荷，从动盘中应装有扭转减 振器（4） 要有足够的抗爆裂强度3.压盘的驱动方式压盘是离合器的主动部分，在传递发动机转矩时它和飞轮一起带动从动盘转动，但这种连接应允许压盘在离合器分离过程中能自由的作轴向移动。 压盘与飞轮的连接方式或驱动方式有：凸块窗孔式、传力销式、键式以及弹性传动片式等。近年来广泛采用弹性传动片式。因为另外几种方式有一个共同的缺点，即连接之间有间隙（如凸块与窗孔之间的间隙约为0.2m

7、m）。这样在传动时将产生冲击和噪声，甚至可能导致凸块根部产生裂纹而造成零件的早期破坏。另外，在离合器分离时，由于零件间的摩擦将降低离合器操纵部分的传动效率。弹性传动片是由薄弹簧钢冲压而成（见图2.4e），其一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上，且一般用34组（每组23片）沿圆周切向布置以改善传动片的受力状况，这时，当发动机传动片时受拉，当由车轮滑行时反转受压。这种利用传动片驱动压盘的方式不紧消除了上述缺点，而且简化了结构，降低了对装配精度的要求且有利于压盘的定中。所以该离合器采用弹性传动片。 压盘的驱动方式a凸块窗孔式；b传力销式；c键槽指销式；d键齿式；e弹性传动片式4.离合器分离装置的设计离合器的分离装置包括分离杆，分离轴承和分离套筒。4.1分离杆的设计 本设计才用的是膜片弹簧的压紧机构，分离杆的作用由膜片弹簧中的分离指来完成。其结构尺寸参数在后续设计中确定。 4.2离合器分离套筒和分离轴承的设计 分离轴承在工作中主要承受轴向力，在离合器分离时，由于分离轴承的旋转，在受离心力的作用下，还承受径向力。在传统离合器中采用的分离轴承主要有径向止推轴承和止推轴承。而在现代汽车离合器

8、中主要采用了角接触式的径向推力球轴承，并由轴承内圈转动。 分离轴承在工作中主要承受轴向力，在分离离合器时由于分离轴承旋转产生离心力，形成其径向力。故离合器的分离轴承主要有径向止推轴承和止推轴承两种。前者适合于高速低轴向负荷，后者适合于相反情况.常用含润滑油脂的密封止推球轴承;小型车有时采用含油石墨止推滑动轴承。分离轴承与膜片弹簧之间有沿圆周方向的滑磨，当两者旋转中不同心时也伴有径向滑磨。为了消除因不同心导致的磨损并使分离轴承与膜片弹簧内端接触均匀，膜片弹簧离合器广泛采用自动调心式分离装置。它有内圈旋转轴承，轴承罩，波形片簧4，它由厚约为0.7的65Mn钢带制成，油淬、模内回火度HRC4351）及分离套筒组成。由于轴承与套筒间都留有足够径向间隙以保证分离轴承相对于分离套筒可以径向移动1mm左右，所以当膜片相对分离套筒有偏斜时，由于波形片簧能够产生变形，允许分离轴承产生相对的偏斜，以保证膜片弹簧仍能被均匀的压紧，也防止了膜片弹簧分离指处的异常磨损并减少了噪音。另外由于分离指与直径较小的轴承内圈接触，则增大了膜片弹簧的杠杆比。 分离套筒支撑着分离轴承并位于变速器第一轴轴承盖的轴颈上，可以轴向移动。分离器结合后，分离轴承与分离杠杆之间一般有34mm间隙，以免在摩擦片磨损后引起压盘压力不足而导致离合器打滑使摩擦片以及分离轴承烧坏。此间隙使踏板有段自由行程。有的轿车采用无此间隙的内圈恒转式结构，用轻微

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