汽车离合器毕业论文

哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计I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。其功用为（1）使汽车平稳起步；（2）中断给传动系的动力，配合换档；（3）防止传动系过载。膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器，它的转矩容量大而且较稳定，操作轻便，平衡性好，也能大量生产，对于它的研究已经变得越来越重要。此设计说明书详细的说明了轻型汽车膜片弹簧离合器的结构形式，参数选择以及计算过程。本设计主要针对马自达6的离合器进行设计计算。关键词离合器,膜片弹簧,从动盘,压盘,摩擦片哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计IIABSTRACTAUTOMOBILECLUTCHINTHEENGINEANDGEARBOXBETWEENTHEFLYWHEELSHELL,WITHSCREWWILLBEFIXEDINTHECLUTCHASSEMBLYAFTERTHEPLANEOFTHEFLYWHEEL,CLUTCHGEARBOXOUTPUTSHAFTISTHEINPUTSHAFT。INTHEPROCESSOFMOVINGVEHICLE,THEDRIVERMAYNEEDPEDALORRELEASETHECLUTCHPEDALSOTHATTHEENGINEANDGEARBOXTEMPORARYSEPARATIONANDPROGRESSIVEJOINT,TOCUTOFFTHEENGINEORTRANSMISSIONTOTHETRANSMISSIONINPUTPOWERITSFUNCTIONAS1THECARASMOOTHSTART,2TOINTERRUPTTHETRANSMISSIONOFPOWERTOMEETTHESHIFT,3TOPREVENTTRANSMISSIONOFTHEOVERLOADINRECENTYEARSTHECASPRINGCLUTCHISAKINDOFCLUTCHTHATWIDELYADOPTEDINVEHICLEANDLIGHTVEHICLEITHASGREATCAPACITYOFTORQUEANDMORESTABLEY,MANIPULATEEASYANDCONVENIENT,WELLEQUILIBRIUM,ANDALSOCANPRODUCEBATCHSOTHERESEARCHOFTHECLUTCHISMOREANDMOREIMPORTANTTHISDESIGNMANUALELABORATEDONTHECONSTRUCTIONFORM,PARAMETRECHOOSEANDPROCESSOFCALCULATEOFTHELIGHTVEHICLEKEYWDRDSCLUTCH,THECASPRING,DRIVENPLATE,FRICTIONDISC哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计1绪论汽车是重要的交通运输工具，是科学技术发展水平的标志，随着现代生活的节奏越来越快，人们对交通工具的要求也越来越高。汽车作为最普通的交通工具，在日常的生活和工作中起了重要的作用。因此，汽车工业的规模及产品的质量就成为衡量一个国家技术的重要标志之一。对于汽车来说，由于它要求具有自重轻、行驶速度高、加速性好、适于各种路面上甚至无路地区行驶及机动灵活等特点，长期以来，它的发动机都采用内燃机。但是，由内燃机的扭矩转速特性曲线可知，在其整个工作转速范围内扭矩变化小，最低稳定转速较高，不能适应汽车可能遇到的各种行驶条件如起步、爬坡、通过各种路面和无路地区等。因此，在汽车上需要有一套复杂的传动系统，以使内燃机能适应汽车行驶的需要。现代汽车上常用的是机械传动系统，它是由离合器及变速器、万向节传动轴、主减速器、差速器和驱动车轮的传动装置等部件组成。在上述机械式传动系统中，离合器作为一个独立的部件而存在。I在以内燃机作为动力的机械传动汽车中，离合器是作为一个独立的总成而存在的。离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系个零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪音。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计2第1章概述膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型载货汽车上广泛采用的一种离合器。因其作为压簧，可以同时兼起分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，质量减少，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。其次，由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀。另外由于膜片弹簧具有非线性弹性特性，故能在从动盘摩擦片磨损后，弹簧仍能可靠的传递发动机的转矩，而不致产生滑离。离合器分离时，使离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。此外，因膜片是一种对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很少，而周布置弹离合器在高速时，因受离心力作用会产生横向挠曲，弹簧严重鼓出，从而降低了对压盘的压紧力，从而引起离合器传递转矩能力下降。那么可以看出，对于轻型车膜片弹簧离合器的设计研究对于改善汽车离合器各方面的性能具有十分重要的意义。作为压紧弹簧的所谓膜片弹簧，是由弹簧钢冲压成的，具有“无底碟子”形状的截锥形薄壁膜片，且自其小端在锥面上开有许多径向切槽，以形成弹性杠杆，而其余未切槽的大端截锥部分则起弹簧作用。膜片弹簧的两侧有支承圈，而后者借助于固定在离合器盖上的一些（为径向切槽数目的一半）铆钉来安装定位。当离合器盖用螺栓固定到飞轮上时，由于离合器盖靠向飞轮，后支承圈则压膜片弹簧使其产生弹性变形，锥顶角变大，甚至膜片弹簧几乎变平。同时在膜片弹簧的大端对压盘产生压紧力使离合器处于结合状态。当离合器分离时，分离轴承前移膜片弹簧压前支承圈并以其作为支点发生反锥形的转变，使膜片弹簧大端后移，并通过分离钩拉动压盘后移使离合器分离。膜片弹簧离合器具有很多优点首先，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此设计摩擦片磨损后，弹簧压力几乎不变，且可以减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对称的，因此其压紧力实际上不受哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计3离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著缩短了轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，摩擦均匀，也易于实现良好的通风散热等。由于膜片弹簧离合器具有上述一系列优点，并且制造膜片弹簧离合器的工艺水平在不断提高，因此这种离合器在轿车及微型、轻型客车上得到广泛运用。当前膜片弹簧离合器的操纵机构已经为拉式操纵机构所取代，其膜片弹簧为反装，并将支承圈移到膜片弹簧的大端附近，使结构简化，零件减少、装拆方便；膜片弹簧的应力分布也得到改善，最大应力下降；支承圈磨损后仍保持与膜片的接触使离合器踏板的自由行程不受影响。而在压式结构中支承圈的磨损会形成间隙而增大踏板的自由行程。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计4第2章离合器结构方案选取21给定参数和结构设计要求发动机最大功率及转速108KW/6500RPM发动机最大转矩及转速204NM/6500RPM汽车整备质量1444KG主减速比3863变速器1档传动比3454轮胎型号205/55R16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系列化，通用化，标准化要求等，合理选择离合器的结构。22结构设计221从动盘数选取本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，广泛用于乘用车及微、中型客车和货车上，在发动机转矩不大于1000NM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。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计5222压紧弹簧的结构形式及布置离合器的压紧弹簧的结构形式有圆柱螺旋弹簧、矩形断面的圆锥螺旋弹簧和膜片弹簧等。可采用沿圆周布置、中央布置、和斜置等布置形式。根据本所设计的离合器的已知系数和使用条件选取膜片弹簧离合器比较合适。作为压紧弹簧的所谓膜片弹簧，是由弹簧钢冲压成的，具有“无底碟子”形状的截锥形薄壁膜片，且自其小端在锥面上开有许多径向切槽，以形成弹性杠杆，而其余未切槽的大端截锥部分则起弹簧作用。膜片弹簧的两侧有支承圈，而后者借助于固定在离合器盖上的一些（为径向切槽数目的一半）铆钉来安装定位。当离合器盖用螺栓固定到飞轮上时，由于离合器盖靠向飞轮，后支承圈则压膜片弹簧使其产生弹性变形，锥顶角变大，甚至膜片弹簧几乎变平（参看21图）。同时在膜片弹簧的大端对压盘产生压紧力使离合器处于结合状态。当离合器分离时，分离轴承前移膜片弹簧压前支承圈并以其作为支点发生反锥形的转变，使膜片弹簧大端后移，并通过分离钩拉动压盘移到膜后移使离合器分离。膜片弹簧离合器具有很多优点首先，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此设计摩擦片磨损后，弹簧压力几乎不变，且可以减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对称的，因此其压紧力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著缩短了轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，摩擦均匀，也易于实现良好的通风散热等。由于膜片弹簧离合器具有上述一系列优点，并且制造膜片弹簧离合器的工艺水平在不断提高，因此这种离合器在轿车及微型、轻型客车上得到广泛运用，广泛用于乘用车、客车、轻型和中型货车上。膜片弹簧离合器的操纵曾经都采用哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计6压式机构，即离合器分离时膜片弹簧弹性杠压杆内端的分离指处是承受压力。当前膜片弹簧离合器的操纵机构已经为拉式操纵机构所取代。后者的膜片弹簧为反装，并将支承圈片弹簧的大端附近（见图22B），使结构简化，零件减少、装拆方便；膜片弹簧的应力分布也得到改善，最大应力下降；支承圈磨损后仍保持与膜片的接触使离合器踏板的自由行程不受影响。而在压式结构中支承圈的磨损会形成间隙而增大踏板的自由行程见图22A。图21膜片弹簧离合器的工作原理图（A）自由状态；（B）压紧状态；（C）分离状态图22离合器操纵形式A一般压式操纵B拉式操纵哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计7223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。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，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。224分离轴承的类型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（见图23）。它有内圈旋转轴承，轴承罩，波形片簧，它由厚约为07的65MN钢带制成，油淬、模内回火度HRC4351）及哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计8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，用轻微的油压或弹簧力使分离轴承与杠杆端（多为膜片弹簧）经常贴合，以减轻磨损和减少踏板行程。图23自动调心轴承装置1分离轴承罩；2分离轴承；3分离套筒；4波形弹簧片哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计9225离合器的通风散热措施提高离合器工作性能的有效措施是借助于其通风散热系统降低其摩擦表面的温度。在正常使用条件下，离合器的压盘工作表面的温度一般均在180以下，随着其温度的升高，摩擦片的磨损将加快。当压盘工作表面的温度超过180200时，摩擦片的磨损速度将急剧升高。在特别严酷的使用条件下，该温度有可能达到1000。在高温下压盘会翘曲变形甚至产生裂纹和碎裂；由石棉摩擦材料制成的摩擦片也会烧裂和破坏。为防止摩擦表面的温度过高，除压盘应具有足够的质量以保证有足够的热容量外，还应使其散热通风良好。为此，可在压盘上设置散热筋或鼓风筋；在双片离合器中间压盘体内铸出足够多的导风槽，这种结构措施在单片离合器压盘上也开始应用；将离合器盖和压盘设计成带有鼓风叶片的结构；在保证有足够刚度的前提下在离合器盖上开出较多或较大的通风口，以加强离合器表面的通风散热和清除摩擦产生的材料粉末，在离合器壳上设置离合器冷却气流的入口和出口等所谓通风窗，在离合器壳内装设冷却气流的导罩，以实现对摩擦表面有较强定向气流通过的通风散热等。为防止压盘的受热翘曲变形，压盘应有足够大的刚度。鉴于以上对质量和刚度的要求，一般压盘都设计得比较厚，一般约为1525MM。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计10第3章离合器基本结构参数的确定在初步确定了离合器的结构形式之后就要确定其基本结构尺寸参数。31后备系数的选择离合器的后备系数，选择时应考虑摩擦片磨损后仍能传递MAXC及避免起步时滑磨时间过长；同时应考虑防止传动系过载及操纵轻便等。表31后备系数表车型乘用车及总质量小于6T的商用车最大总质量为614T的商用车挂车后备系数120175150225180400本设计是基于马自达6汽车的离合器设计，该车型属于乘用车，故选择本次设计的后背系数在120175之间选择，取130。32摩擦片外径及其它尺寸的确定摩擦片的外径D是离合器的基本尺寸，它关系到离合器的结构重量和使用寿命，所以应先确定摩擦片的外径D在确定外径时，可以根据以下经验公式（31）计算出DKDMAXET式31式中D摩擦片外径，TMAXE发动机最大扭矩，NM哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计11KD直径系数，乘用车取146设计原始数据TMAXE204NM由公式（31）代入相关数据，则得D208MM根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表32“离合器摩擦片尺寸系列和参数”（即GB145774）表32离合器摩擦片尺寸系列和参数外径/DMM内径/DMM厚度/HMM内外径之比/DD单位面积2/FMM160110320687106001801253506941320020014035070016000225150350667221002501553506203020028016535058940200300175350583466003251903505855460035019540557678003802054054072900可取摩擦片有关标准尺寸外径D200内径D140厚度H35内径与外径比值D/D0700哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计12第4章离合器从动盘设计41从动盘结构简要介绍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，由下图41可以看出，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，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。42从动盘设计设计从动盘时一般应满足以下几个方面的要求（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哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计13（4）要有足够的抗爆裂强度图41带扭转减振器的从动盘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421从动片的选择和设计设计从动片时要尽量减轻质量，并使质量的分布尽可能靠近旋转中心，以获得小的转动惯量。这是因为汽车在行驶中进行换档时，首先要分离离合器，从动盘的转速必然要在离合器换档的过程中发生变化，或是增速（由高档换为低档）或是降速（由低档换为高档）。离合器的从动盘转速的变化将引起惯性力，而使变速器换档齿轮之间产生冲击或使变速器中的同步装置加速磨损。惯性力的大小与冲动盘的转动惯量成正比，因此为了见效转动惯量，从动片都做的比哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计14较薄，通常是用1320厚的薄钢板冲压而成,为了进一步减小从动片的转动惯量,有时将从动片外缘的盘形部分磨至06510,使其质量更加靠近旋转中心。为了使离合器结合平顺，保证汽车平稳起步，单片离合器的从动片一般都作成具有轴向弹性的结构，这样，在离合器的结合过程中，主动盘和从动盘之间的压力是逐渐增加的，从而保证离合器所传递的力矩是缓和增长的。此外，弹性从动片还使压力的分布比较均匀，改善表面的接触，有利于摩擦片的磨损。图42整体式弹性从动片1从动片；2摩擦片；3铆钉具有轴向弹性的的传动片有以下三种形式整体式的弹性从动片，分开式的弹性从动片、及组合式弹性从动片。，在本设计中，因为设计的是乘用车的离合器，故采可以用整体式弹性从动片，其简化结构见图42，离合器从动片采用2厚的的薄钢板冲压而成，其外径由摩擦面外径决定，在这里取200，内径由从动盘毂的尺寸决定，这将在以后的设计中取得。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计15由于其采用整体式弹性从动片，从动片沿半径方向开槽,其结构简图见图42,将外圆部分分割成许多扇形,并将扇形部分冲压成依次向相同方向弯曲的波浪形,使其具有轴向弹性,两边的摩擦片则分别铆在扇形片上在离合器结合的过程中,从动片被压紧,弯曲的波浪扇形部分被逐渐压平从动盘摩擦面片所传递的转矩逐渐增大,使其结合过程较平顺,柔和,整体式弹性从动片根据从动片尺寸的大小可制成612个切槽,并常常将扇形部分与中央部分的连接处切成T形槽,目的是进一步减小刚度,增加弹性。从钢动片材料一般采用高碳刚或弹簧刚板冲压而成，经热处理后达到所要求的硬度。422从动盘毂设计从动盘毅的花键孔与变速器第一轴前端的花键轴以齿侧定心矩形花键的动配合相联接，以便从动盘毅能作轴向移动。花键的结构尺寸可根据从动盘外径和发动机转矩按GB114474选取见表41。从动盘毅花键孔键齿的有效长度约为花键外径尺寸的1014倍上限用于工作条件恶劣的离合器，以保证从动盘毅沿轴向移动时不产生偏斜。花键尺寸选定后应进行挤压应力JMPA及剪切应力JMPA的强度校核MPAZNLDDJEJ30822MAX（41）MPAZNLBDDJEJ154MAX（42）式中D，D分别为花键外径及内径，MM；哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计16N花键齿数；L，B分别为花键的有效齿长及键齿宽，MM；Z从动盘毅的数目；MAXE发动机最大转矩，NMM。从动盘毅通常由40CR，45号钢、35号钢锻造，并经调质处理，HRC2832。表41GB114474从动盘外径D/MM发动机转矩MAXE/NM花键齿数N花键外径D/MM花键内径D/MM键齿宽B/MM有效齿长L/MM挤压应力/MPA160501023183201018070102621320118200110102923425113225150103226430115250200103528435104280280103532440127300310104032540107325380104032545116350480104032550132380600104032555152410720104536560131430800104536565135450950105241665125由表41选取得花键齿数N10；哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计17花键外径D29MM；花键内径D23MM；键齿宽B4MM；有效齿长L25MM；代入公式J20922，则特性曲线具哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计24有更大的负刚度区且具有载荷为负值的区域。这种弹簧适于汽车液力传动中的锁止机构。图61不同时的无弹性特性曲线碟形弹簧当其大、小端部承受压力时，载荷P与变形久之间有如下关系22221HHHAREH（61）式中E弹性模量，对于钢E21X104MPA波桑比，钢材料取03；H弹簧钢板厚度，MM；H碟簧的内截锥高，MM；R碟簧大端半径，MM；A系数，MMM1LN6M碟簧大、小端半径之比，MR/R。汽车离合器膜片弹簧在实际安装中的支承点如图62所示。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计25（A）自由状态；（B）结合状态；（C）分离状态图62膜片弹簧在离合器接合和分离状态时的受力以及变形63膜片弹簧基本参数的选择1、比值H/H和H的选择此比值对膜片弹簧的弹性特性影响极大，因此，要利用H/H对弹簧特性的影响正确地选择该比值，以得到理想的特性曲线及获得最佳的使用性能。一般汽车的膜片弹簧离合器多取251HH参考同类型车，取H/H42/251682、R及R/R确定比值R/R对弹簧的载荷及应力特性都有影响，从材料利用率的角度，比值在1820时，碟形弹簧储存弹性的能力为最大，就是说弹簧的质量利用率和好。因此设计用来缓和冲击，吸收振动等需要储存大量弹性能时的碟簧时选用。对于汽车离合器的膜片弹簧，设计上并不需要储存大量的弹性能，而是根据结哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计26构布置与分离的需要来决定，一般R/R取值为12135对于R,膜片弹簧大端外径R应满足结构上的要求和摩擦片的外径相适应，大于摩擦片内径，近于摩擦片外径。此外，当H，H及R/R等不变时，增加R有利于膜片弹簧应力的下降。初步确定R/R821081323、膜片弹簧起始圆锥底角汽车膜片弹簧一般起始圆锥底角在915之间，RRH代入数值计算可得910，符合要求。4、膜片弹簧小端半径RF及分离轴承的作用半径RPRF的值主要由结构决定，最小值应大于变速器第一轴花键外径，分离轴承作用半径RP大于RF。因为花键外径D29要使2RFD，所以取RF20，RP235、分离指数目N、切槽宽1、窗孔槽宽2、及半径RE分离指数目N常取18，大尺寸膜片弹簧可取24，小尺寸膜片弹簧可取12，本设计取N1813235MM,2910MM,RE的取值应满足RRE2的要求。本设计取132，29，R706、承环的作用半径L和膜片与压盘接触半径L由于采用推式膜片弹簧，L，L的大小将影响膜片弹簧的刚度，一般来说，L值应尽量靠近R而略大与R。L应接近R略小于R。可选择L84，L1067、膜片弹簧材料制造膜片弹簧用的材料，应具有高的弹性极限和屈服极限，高的静力强度及哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计27疲劳强度，高的冲击强度，同时应具有足够大的塑性变形性能。按上述要求，国内常用的膜片弹簧材料为硅锰钢60SI2MNA。64膜片弹簧的计算由前面已知数据TMAXE204NM,D200,D14013,HH168,RR132,910,R108,R82,H42,H25,L84,L106,RF20,RP23,N18,1302，29RE70根据下式（71）画出P11曲线1P1621EH2LNLLRRH1LLRRH21LLRR2H62式中，E弹性模数，钢材料取E20105MP；泊松比，钢材料取03H弹簧片厚，H碟簧部分内截锥高，1大端变形，R碟簧部分外半径（大端半径），R碟簧部分内半径，L膜片弹簧与压盘接触半径，L支承环平均半径，哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计28设1P1P4216EHLL1H1因此式62就成为1P1LNRRHH1LLRRHH21LLRR163把有关数值代入上述各式，得P11450781P12511P01661306961208831令D1P/D10得0495121392108830可绘制出膜片弹簧的1P1特性曲线，如图63所示。图63膜片弹簧特性曲线确定膜片弹簧的工作点位置哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计29取离合器接合时膜片弹簧的大端变形量B1065H273,根据特性曲线上可以查得膜片弹簧的压紧力P1P3100N校核后备系数MAXECCTZRP上式中因为D/D069406所以可以很准确的算出RC4DD7625所以由上公式可得132离合器彻底分离时,膜片弹簧的大端变形量为D1B1FF即为F1压盘的行程F可取为F24,所以D127324513离合器刚开始分离时,压盘的行程F18,此时膜片弹簧的变形量为C1B1F27318453摩擦片磨损后,其最大磨损量ZCS式中ZC摩擦片总的工作面数S每一摩擦面工作面的最大允许磨损量，可取S075所以计算可得207515故A1B1123求离合器彻底分离时,分离轴承作用的载荷P2哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计302P16LN21PRLLLRREH（H1LLRR）H12LLRRH2（64）由公式（73）取1D1则得2P16LN21PDRLLLRREH（HD1LLRR）HD12LLRRH2（65）代入有关数值,得P21348N求分离轴承的行程221LLRLP式（66）由公式66取1F时可得公式672FLLRLP式（67）代入相关数值计算得276又由下面两公式68和69111EFRRN式（68）212RRNE式（69）代入有关数据得10762063由公式610哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计3123226EHRPP112122PERR12PERR1LNPERR212122PRR22PERR2PRRPERRLNERR610代入相关数据得2198故22296强度校核由公式611HRRLL2H（LL）RRRRRRLN1LN式611代入相关数据可得564而膜片弹簧的大端的最大变形离合器彻底分离时D1513,D1所以可以由下面公式711当B3RRRP222HP21ERRRRRLN1RRH21LLD1LLD1RH2LLD1式612把有关数值代入计算得当B15657MPA因为膜片弹簧的材料为60SI2MNA,该材料许用应力为17001900MPA而当B15657MPA1700，所以该膜片弹簧满足要求。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计32第7章扭转减振器设计71扭转减振器的结构简单介绍带扭转减振器的的从动盘结构简图如下图71所示弹簧摩擦式图71带扭转减振器的从动盘总成结构示意图1从动盘；2减振弹簧；3碟形弹簧垫圈；4紧固螺钉；5从动盘毂；6减振摩擦片7减振盘；8限位销由于现今离合器的扭转减振器的设计大多采用以往经验和实验方法通过不断筛选获得,且越来越趋向采用单级的减振器。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计3372减振弹簧设计1、扭转减振器的角刚度减振器扭转角刚度CA决定于减振弹簧的线刚度及结构布置尺寸，按下列公式初选角刚度CA13TJ（71）式中TJ为极限转矩，按下式计算TJ（1520）TEMAX（72）式中20适用乘用车，15适用商用车，本设计为乘用车，选取20，MAXET为发动机最大扭矩，代入数值得TJ408，CA5304，本设计初选CA5000NM/RAD。2、扭转减振器最大摩擦力矩由于减振器扭转刚度CA受结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，故为了在发动机工作转速范围内最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩T。一般可按下式初选为T（005017）TEMAX（73）取T014TEMAX，本设计按其选取T2856NM。3、扭转减振器的预紧力矩减振弹簧安装时应有一定的预紧。这样，在传递同样大小的极限转矩它将降低减振器的刚度，这是有利的，但预紧力值一般不应该大于摩擦力矩否则在反向工作时，扭转减振器将停止工作。一般选取T预（005015）TEMAX19NM。哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计344、扭转减振器的弹簧分布半径减振弹簧的分布尺寸R0的尺寸应尽可能大一些，一般取R0（060075）D/2（74）其中D为摩擦片内径，代入数值，得R042MM。取R045MM5、扭转减振器弹簧数目可参考表71选取，本设计D200MM，故选取Z4。表71减振弹簧的选取离合器摩擦片外径D减振弹簧数目Z225250462503256832535581035010以上6、扭转减振器减振弹簧的总压力当限位弹簧与从动盘毂之间的间隙被消除时，弹簧传递扭矩达到最大TJP总0RTJ（75）式中P总的计算应按TJ的大者来进行P总680N。每个弹簧工作压力PPZ总（76）P170N。7、从动片相对从动盘毂的最大转角2ARCSIN2LAR（77）452哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计358、限位销与从动盘缺口侧边的间隙2SINAR（78）式中R2为限位销的安装半径，一般为254MM。本设计取3。9、限位销直径限位销直径D按结构布置选定，一般D9512MM，本设计取D10。73减振弹簧的尺寸确定在初步选定减振器的主要尺寸后，即可根据布置上的可能来确定和减振弹簧设计的相关尺寸。弹簧的平均直径2D一般由结构布置决定，通常选取2D1115左右。本设计选取2D12。弹簧钢丝直径一般为34MM，取D13MM减振弹簧刚度211000ACCRZ（79）C2009N/MM减振弹簧的有效圈数ICGDD32418（710）式中G为材料的扭转弹性模数，对钢G83000N/MM2，代入数值，得I3984。减振弹簧的总圈数152NI598。减振弹簧在最大工作压力P时最小长度MIN1LND（711）哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计36LLIM111DN198MM式中101D0337为弹簧圈之间的间隙。减振弹簧的总变形量PLC（712）L309减振弹簧的自由高度0MINLLL（713）L02289减振弹簧的预变形量TL预1CZR（714）L018减振弹簧安装后的工作高度0LLL（715）L2271哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计37第八章离合器操纵机构设计81对离合器操纵机构的要求1踏板力要尽可能小，乘用车一般在80150N范围内，商用车不大于150200N。2踏板行程一般在80150MM范围内，最大不应超过180MM。3应有踏板行程调整装置，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可以复原。4应有踏板行程限位装置，以防止操纵机构的零件因受力过大而损坏。5具有足够的刚度。6传动效率要高。7发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。8工作可靠、寿命长、维修保养方便。82操纵机构结构形式的选择常用的离合器操纵机构，主要有机械式、液压式、机械式和液压式操纵机构的助力器、气压式和自动操纵机构。液压式操纵机构主要由吊挂式离合器踏板、主缸、工作缸、管路系统和回位弹簧等部分组成，具有传动效率高、质量小、布置方便、离合器结合较柔和等优点，广泛应用于各种形式的汽车中。本车采用液压式操纵机构。83离合器操纵机构的设计计算离合器的操纵机构如图81哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计3881离合器液压操纵机构示意图踏板行程S由自由行程S1和工作行程S2两部分组成，即SS1S2（SOFZ12CCS）21112222DBADBA（81）式中，SOF为分离轴承的自由行程，一般为1530MM，反映到踏板上的自由行程S1一般为2030MM，D1和D2分别为主缸和工作缸的直径；Z为摩擦片面数；S为离合器分离时对偶摩擦面间的间隙，单片S085130MM，A1、A2、B1、B2、C1、C2为杠杆尺寸。将各比例代入式81S（220122106）2235314083121MM符合设计要求。踏板力FF为哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计39FFSFIF（82）式中，F为离合器分离时，压紧弹簧对压盘的总压力；I为操纵机构传动比，I2111122222DCBADCBA；为机械效率，液压式8090；FS为克服回位弹簧所需的踏板力，在初步设计时，可忽略之。将各数据代入式82FF75N符合设计要求。液压缸内径的计算DPF4代入数据得D35MM,参考同类车型，取D135MM,D240MM哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计40结论本设计分析了本设计所要采用的的膜片弹簧离合器，对膜片弹簧离合器进行了分类，阐述了膜片弹簧离合器的原理和组成，及其特性。通过详细的推导过程积累了大量的数据，并成功的绘制出了膜片弹簧离合器的装配图。主要叙述了离合器的发展现状，和它的工作原理，在此过程中，经过对比结合，初步确定了合适的离合器结构形式，选取了拉式膜片弹簧离合器，为后面的计算提供了理论基础。在计算中，首先确定摩擦片外径尺寸，然后根据该尺寸对其他部件总成进行了计算和设计。通过计算校核摩擦片外径尺寸，计算选择出其他部件的外形尺寸，再对其进行校核，确定是否能达到设计要求。设计包括对从动盘总成的设计校核，对压盘的设计校核，对离合器盖的设计校核及离合器盖的设计校核和优化。具体设计计算了摩擦片、扭转减振器、膜片弹簧、压盘、离合器盖、传动片等多个部件总成。本设计成功完成了马自达6拉式膜片弹簧离合器的设