刘子祥汽车离合器及摩擦片设计

1、 毕业设计（论文）说明书题目名称： 离合器摩擦片的设计 院系名称： 机械工程学院 班 级： 机自0921 学 号： 0901433212 姓 名： 刘子祥 指导老师： 徐年富 44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

2、，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微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。本文主要是对载重0.7吨微型汽车的膜片式弹簧离合器进行设计。根据车辆使用条件和车辆参数，按照离合器系统的设计步骤和要求，主要进行了以下工作：选择相关设计参数主要为：摩擦片外径的确定，离合器后备系数的确定，单位压力的确定。并进行了总成设计主要为：分离装置的设计，以及从动盘设计（从动盘毂的设计）等。关键词: 离合器 膜片弹簧 从动盘 压盘 摩擦片ABSTRACTAutomobile Clutch in the engine and gearbox be

3、tween the flywheel shell, with screw will be fixed in the clutch assembly after the plane of the flywheel, clutch gearbox output shaft is the input shaft。In the process of moving vehicle, the driver may need Pedal or release the clutch pedal so that the engine and gearbox temporary separation and pr

4、ogressive joint, to cut off the engine or transmission to the transmission input power. Its function as: (1) the car a smooth start, (2) to interrupt the transmission of power to meet the shift, (3) to prevent transmission of the overload.In recent years theca spring clutch is a kind of clutch that

5、widely adopted in vehicle. It has great capacity of torque and more stably, manipulate easy and convenient, well equilibrium ,and also can produce batch .So the research of the clutch is more and more important. This design manual elaborated on the construction form parameter choose and process of c

6、alculate of the miniature vehicle.This paper is the miniature car spring clutch design. According to traffic conditions and vehicle parameters, in accordance with the clutch system of steps and requirements, mainly for the following work：Select the design for the main parameters: the determination o

7、f friction-diameter, the determining factor clutch reserve, the pressure on the units identified. And the design of the main assembly: the separation device design, set design and follower (the hub-driven design), and so on.Keywords: clutch theca spring driven plate friction disc目录摘 要IABSTRACTI1 引言2

8、2 离合器结构方案选取22.1 初始给定参数及结构设计要求22.2 结构设计22.2.1 从动盘数及干湿式选取22.2.2 压紧弹簧的结构形式及布置22.2.3 膜片弹簧的支承形式22.2.4 压盘的驱动方式22.2.5 分离轴承的类型22.2.6 离合器的通风散热措施23 离合器基本结构参数的确定23.1 摩擦片外径及其它尺寸的确定23.2离合器后备系数的确定23.3单位压力P的确定23.4摩擦片约束条件的检验24 离合器从动盘设计24.1从动盘结构简要介绍24.2 从动盘设计24.2.1从动片的选择和设计24.2.2从动盘毂的设计24.2.3 摩擦片的材料选取及与从动片的固紧方式25 压盘

9、的设计25.1 压盘传力方式的选择25.2 压盘的几何尺寸的确定25.3压盘和传动片的材料选择25.4离合器盖的设计26 离合器分离装置的设计26.1分离杆的设计26.2离合器分离套筒和分离轴承的设计27 离合器膜片弹簧的设计27.1 膜片弹簧的弹性特性和加载方式27.2 膜片弹簧的强度计算27.3 膜片弹簧基本参数的选择27.3.1 H/h比值的选取27.3.2 R及R/r确定27.3.3 膜片弹簧起始圆锥底角27.3.4 膜片弹簧小端半径r及分离轴承的作用半径r27.3.5 分离指数目n、切槽宽、窗孔槽宽、及半径r27.3.6 承环的作用半径l和膜片与压盘接触半径L27.3.7 膜片弹簧材

10、料27.4 膜片弹簧的计算28 扭转减振器简单设计28.1 扭转减振器的结构简单介绍28.2 减振弹簧设计2技术经济分析2结论2致谢2参考文献21 引言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

11、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。它实际上是一种依靠其主从动件之间的摩擦来传递动力且能分离的机构，见图0.1图0-1 离合器工作原理图1飞轮；2从动盘；3离合器踏板；4压紧弹簧；5变速器第一轴；6从动盘毂离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的部件，用来分离或给发动机与变速器之间的动力

12、传递。其基本功用有三：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。由于离合器上述三方面的功用，使离合器在汽车结构上有着举足轻重的地位。然而早期的离合器结构尺寸大，从动部分转动惯量大，引起变速器换档困难，而

13、且这种离合器在结合时也不够柔和，容易卡住，散热性差，操纵也不方便，平衡性能也欠佳。因此为了克服上述困难，可以选择膜片弹簧离合器，它的转矩容量大且较稳定，操纵轻便，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。本设计就是设计传动装置中的离合器，在设计中对各种离合器类型进行分析、探讨，最后设计出用于载重量为0.7t的汽油发动机微型汽车离合器。2 离合器结构方案选取2.1 初始给定参数及结构设计要求发动机额定功率： 22Kw发动机最大转矩及转速： 50 Nm /3500rpm发动机最大转速 5500rpm装载质量： 0.7t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：1)

14、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。2) 接合时要完全、平顺、柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。3) 分离要迅速、彻底。4) 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) 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。7) 操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。8) 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。9) 具有

15、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。10) 结构应简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便。2.2 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。2.2.1 从动盘数及干湿式选取 根据已知条件知道载重0.7吨微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。2.2.2 压紧

16、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

17、膜片弹簧几乎变平（参看2.1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

18、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，而且正大力扩展到载货汽车和重型汽车上，国外已经设计出了传递转矩为802000N.m、最大摩擦片外径达420的膜片弹簧离合器系列，广泛用于轿车、客车、轻型和中型货车上。甚至某些总质量达2832t的重型汽车也有采用膜片弹簧离合器的，但膜片弹簧的制造成本比圆柱螺旋弹簧要高。膜片弹簧离合器的操纵曾经都采用压式机构，即离合器分离时膜片弹簧弹性杠压杆内端的分

19、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2.2b），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2.3a)。图2-1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2-2(a) 一般压式操纵 (b)拉式操纵2.2.3 膜片弹簧的支承形式拉式膜片弹簧离合器主要有无支承环式和单支承环式两种形式，由于该车属于微型汽车，故选用单支承

20、环式中的DT/DTP型（如图2.3所示），将膜片弹簧大端支承在铸造离合器盖凹槽中的支承环上。图2-32.2.4 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（见图2.4）。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0.2mm）。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

21、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。图2-4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2.2.5 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

22、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2.5）。它有内圈旋转轴承，轴承罩，波形片簧（见图2.5）中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

23、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2-5自动调心轴承装置1分离轴承罩；2分离

24、轴承；3分离套筒；4波形弹簧片2.2.6 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

25、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，载货汽车一般不小于15。3 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。3.1 摩擦片外径及其它尺寸的确定摩擦片的

26、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（3.1）计算出： D= (3-1)式中： D摩擦片外径，mm T发动机最大扭矩，Nm 直径系数设计原始数据：T=50Nm0.7吨微型汽车：单片摩擦离合器 查表可取为14.6由公式（3-1）代入相关数据，则得： D=103.24mm根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表3-1“离合器摩擦片尺寸系列和参数”（即GB145774）表3-1离合器摩擦片尺寸系列和参数外径Dmm160180200225250280300325内径dmm11012514015015516517

27、5190厚度/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可取：摩擦片有关标准尺寸：外径D/mm内径d/mm厚度/mmC=d/D1-C3单位面积/cm21601103.20.6760.687106平均半径Rc= =68mm。3.2离合器后备系数的确定 后备系数 保证了离合器能可靠地传递发动机扭矩，同时它有助于减少汽车起步时的滑磨，提高了离合器的使用寿命。但为了离合器的

28、尺寸不致过大，减少传递系的过载，使操纵轻便等，后备系数又不宜过大。在开始设计离合器时一般是参照统计质料，并根据汽车的使用条件，离合器结构形式等特点，初步选定后备系数 。本设计的是0.7吨轻行载货汽车用离合器，并根据最大总质量不超过6吨的汽车=1.201.75，选定其后备系数=1.50表3-2离合器后备系数的取值范围车型后备系数乘用车及最大总质量小于6t的商用车1.201.75最大总质量为614t的商用车1.502.25挂车1.804.00则离合器的静摩擦力矩Tc=Temax= Nm3.3单位压力P的确定摩擦面上的单位压力P的值和离合器本身的工作条件,摩擦片的直径大小，后备系数,摩擦片材料及质量

29、等有关。 离合器使用频繁，工作条件比较恶劣(如城市用的公共汽车和矿用载重车)，单位压力P较小为好。当摩擦片的外径较大时也要适当降低摩擦片摩擦面上的单位压力P。因为在其它条件不变的情况下，由于摩擦片外径的增加，摩擦片外缘的线速度大，滑磨时发热厉害，再加上因整个零件较大，零件的温度梯度也大，零件受热不均匀，为了避免这些不利因素，单位压力P应随摩擦片外径的增加而降低。前面已经初步确定了摩擦片的基本尺寸；外径D=160mm 内径d=110mm 厚度h=3.2mm 内径与外径比值C=0.676又初选=1.40运用公式（3.2）可以校核单位压力PT= T= (1) （3-2）上式中：Z对单片离合器取2 对

30、用石棉基材料摩擦片，在设计时，其摩擦系数可取=0.3根据式（3-2）代入相关数据则得：=0.21MP3.4摩擦片约束条件的检验1）摩擦片外径D的选取应使最大圆周速度不超过6570m/s， m/s6570m/s2）摩擦片的内、外径比应在0.530.70范围内 0.53 0.73）为了保证离合器可靠地传递发动机转矩，并防止传动系过载，不同车型的值应在一定范围内，最大范围为1.24.0 1.24.04）为了保证扭转减震器的安装，摩擦片内径必须大于减震器弹簧位置直径约50，一般取，本设计中取=38.5略大于摩擦片内径，但仍可视为在允许范围内。5）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

31、的转矩应小于其许用值，为单位摩擦面积所传递的转矩（N）,为其许用值（N），根据下表选取表3-3 单位摩擦面积传递转矩的许用值（N）离合器规格D/mm210210250250325325 TC010-20.280.300.350.406) 为了降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，单位压力应在一定范围，其最大范围为0.101.50，由前面计算可知 =0.21MPa，在此范围内。4 离合器从动盘设计4.1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

32、，从动盘毂，摩擦片等组成，由下图4.1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

33、摩擦所吸收。图4-1 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4.2 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且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。4.2.1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

34、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。惯性力的大小与从动盘的转动惯量成正比，因此为了减小转动惯量，从动片都做的比较薄，通常是用1.32.0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0.651.0,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

35、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。 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0.7吨微型汽车的离合器，故可以采用整体式弹性从动片，其简化结构见下图4.2，离合器从动片采用2厚的的薄钢板冲压而成，其外径由摩擦片外径决定，在这里取160，内径由从动盘毂的尺寸决定，这将在以后的设计中取得。为了防止由于工作温度升高后使从动盘产生翘曲而引起离合器分离不彻底的缺陷，还在从动刚片上沿径向开有几条切

36、口。由于其采用整体式弹性从动片，从动片沿半径方向开槽,其结构简图见下图4-2,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.相关结构尺寸参看设计图纸。从动片材料一般采用高碳钢或弹簧钢板冲压而成，经热处理后达到所要求的硬度,相关尺寸见零件图。 图 4-2整体式弹性从

37、动片1从动片；2摩擦片；3铆钉4.2.2从动盘毂的设计从动盘毂在变速器第一轴前端的花键上，目前一般都采用齿侧定心的矩形花键，如图4-3所示，花键之间为动配合，以便在离合器分离和结合时从动盘毂能够在轴上自由移动。 本离合器设计中的从动盘毂花键也用齿侧定心的矩形花键。在设计从动盘毂花键时，可以根据从动盘外径和发动机的扭矩来选取。在本设计中，根据从动盘外径和发动机扭矩来选取从动盘花键毂花键的有关尺寸，由GB114474，根据下表4-1可得：表4-1 从动盘毂花键尺寸系列从动盘外D/mm发动机转矩Te/Nm花键齿数n花键外径D/mm花键内径d/mm齿厚b/mm有效齿长l/mm挤压应力/Mpa16050

38、102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.238060010403255515.241072010453656013.143080010453656513.545095010524166512.5花键齿数 n=10花键外径 D=23花键内径 d=18齿厚 b=3有效齿长 =20 从动盘毂一般用中碳钢锻造而成，并经调质处

39、理，挤压应力不应超过=20MP，本从动盘毂材料选用40Cr。为了保证从动盘毂在变速器第一轴上滑动时不产生偏斜，而影响离合器的彻底分离，从动盘毂的轴向尺寸不应过小，一般取其尺寸与花键外径大小相同，对在严重情况下工作的离合器，其长度更大，可达到花键外径的1.4倍。综合考虑，本设计取为30 花键的尺寸选定后应进行强度校核，由于花键的损坏形式主要是表面受力过大而破坏，所以花键要进行挤压应力校核，如果应力偏大可以适当增加花键毂的轴向长度挤压应力计算公式如下：=（）（4-1）式中，P-花键的齿侧面应力（N），由下式确定P=（4-2） -发动机的扭矩；; d-花键内径 ,； D-花键外径 ,； Z -从动盘

40、毂数目 ； n -花键齿数；h -花键齿工作高度，；h=( D-d)/2 ； l-花键有效长度，。 带入相关数据求得：P=4878 =7.6该花键毂花键的 =7.6挤压=10满足要求。4.2.3 摩擦片的材料选取及与从动片的固紧方式 摩擦片的工作条件比较恶劣，为了保证它能长期稳定的工作，根据汽车的的使用条件，摩擦片的性能应满足以下几个方面的要求：应具有较稳定的摩擦系数，温度，单位压力和滑磨速度的变化对摩擦系数的影响小；要有足够的耐磨性，尤其在高温时应耐磨；要有足够的机械强度，尤其在高温时的机械强度应较好；热稳定性要好，要求在高温时分离出的粘合剂较少，无味，不易烧焦；磨合性能要好，不致刮伤飞轮及

41、压盘等零件的表面；油水对摩擦性能的影响应最小；结合时应平顺而无“咬住”和“抖动”现象。离合器摩擦片所用的材料主要有石棉基摩擦材料、粉末冶金摩擦材料和金属陶瓷摩擦材料。石棉基摩擦材料具有摩擦因数较高（0.30.45）、密度较小、制造容易、价格低廉等优点。但它性能不够稳定，摩擦因数受工作温度、单位压力、滑磨速度的影响大，故目前主要应用于中、轻载荷下工作。粉末冶金和金属陶瓷摩擦材料具有传热性好、热稳定性与耐磨性好、摩擦因数较高且稳定、能承受的单位压力较高以及寿命较长等优点，但价格较贵，密度较大，接合平顺性差，主要应用于载质量较大的商用车上。 由于本设计为0.7吨微型汽车，故选取的是石棉合成物制成的摩

42、擦材料。固紧摩擦片的方法采用较软的黄铜铆钉直接铆接，采用这种方法后，当在高温条件下工作时，黄铜铆接有较高的强度，同时，当钉头直接与主动盘表面接触时，黄铜铆钉不致像铝铆钉那样会加剧主动盘工作表面的局部磨损，磨损后的生成物附在工作表面上对摩擦系数的影响也较小。这种铆接法还有固紧可靠和磨损后换装摩擦片方便等优点。5 压盘的设计5.1 压盘传力方式的选择压盘（其结构见零件图）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，所以它必须和飞轮连接在一起，但这种连接应允许压盘在离合器的分离过程中能自由的沿轴向移动。如前面所述采用采用传动片式的传力方式。由弹簧钢带制成的传动片一端铆在离合器

43、盖上，另一端用螺钉固定在压盘上，为了改善传动片的受力情况，它一般都是沿圆周布置。5.2 压盘的几何尺寸的确定由于摩擦片的尺寸在前面已经确定，故压盘的内外径也可因此而确定。取压盘外径D=165 压盘内径d=105 那么压盘的尺寸归结为确定其厚度。压盘的厚度确定主要依据以下两点：（1） 压盘应有足够的质量在离合器的结合过程中，由于滑磨功的存在，每结合一次都要产生大量的热，而每次结合的时间又短（大约在3秒钟左右），因此热量根本来不及全部传到空气中去，这样必然导致摩擦副的温升。在频繁使用和困难条件下工作的离合器，这种温升更为严重。它不仅会引起摩擦片摩擦系数的下降，磨损加剧，严重时甚至会引起摩擦片和压盘

44、的损坏。由于用石棉材料制成的摩擦片导热性很差，在滑磨过程中产生的热主要由飞轮和压盘等零件吸收，为了使每次接合时的温升不致过高，故要求压盘有足够大的质量以吸收热量。（2） 压盘应具有较大的刚度压盘应具有足够大的刚度，以保证在受热的情况下不致产生翘曲变形而影响离合器的彻底分离和摩擦片的均匀压紧。 鉴于以上两个原因，压盘一般做得比较厚，此处取厚度h=15mm，而且在内缘做成一定锥度以弥补压盘因受热变形后内缘的突起。此外，压盘还应与飞轮保持良好的对中，并要进行静平衡，压盘单件的平衡精度应不低于1520gcm。压盘高度（从支承点到摩擦面的距离）公差要小。5.3压盘和传动片的材料选择压盘形状一般都比较复杂

45、，而且还要求耐磨、传热性好和具有较理想的摩擦性能，通常由灰铸铁铸成（注意：不能用低碳钢代替铸铁，因为低碳钢表面容易引起擦痕），其金相组织呈珠光体结构，硬度为HB170227。为了增加机械刚度，可另外添加少量合金元素（如镍、铁锰合金等）。传动片在膜片弹簧离合器中，除了要承担发动机的转矩之外，还要依靠其弹性作用使压盘分离。利用传动片来分离压盘，在离合器结构设计上要更简单，但传动片受力情况复杂，传动片的负荷严重，故必须仔细对它进行强度校核。压盘通过传动片和离合器盖相连而被驱动。根据对传动片的功能要求，将其一段用铆钉固定在压盘上，另一端用铆钉与离合器盖相连，它们沿圆周切向布置，一般布置有34组弹性拨片

46、组成。片厚一般为11.2mm，保证其既有足够的轴向弹性使压盘容易分离，又有足够的强度不至于弯曲拉压而断裂。初选3组传动片，每组2片，每片厚度h=1mm，宽b=18mm，两孔间距l=80mm,孔径d=8mm，圆周切向布置，圆周半径R=180mm，弹性模量E=2.0X105 MPa。在布置传动片时要注意，通常情况下（即发动机正向输出转矩）传动片应该受拉力，但是当车轮驱动发动机时，传动片将受压，此时要当心它受压时的压杆稳定性问题。传动片与压盘、离合器连接时的安装高度，一般可如此设计：在离合器彻底分离时，压盘由传动片拉离至极端位置，此时，传动片应处于或接近于非弯曲状态（平直状态，相当于弯曲应力为零）。

47、5.4离合器盖的设计离合器盖一般都与飞轮固定在一起，通过它传递发动机的一部分转矩。此外，它还是离合器压紧弹簧和分离杠杆的支承壳体。因此，在设计中应注意以下几个问题：离合器的刚度离合器分离杠杆支承在离合器盖上，如果盖的刚度不够，即当离合器分离时，可能会使盖产生较大的变形，这样就会降低离合器操纵机构的传动效率，严重时还可能造成离合器分离不彻底，引起摩擦片的早期磨损，还会造成变速器的换档困难。因此为了减轻重量和增加刚度，该离合器盖采用厚度约为4的低碳钢板（如08钢板）冲压成带加强筋和卷边的复杂形状。离合器的通风散热为了加强离合器的冷却离合器盖必须开有许多通风窗口，通常在离合器压紧弹簧座处开有通风窗口。离合器的对中问题离合器盖内装有分离杠杆、压盘、压紧弹簧等重要零件，因此它相对与飞轮必须有良好的对中，否则会破坏离合器的平衡，严重影响离合器的工作。离合器盖的对中方式有两种，一种是用止口对中，另有种是用定位销或定位螺栓