完整版)离合器设计指导书

1、maxmax(2)离合器设计指导书一、设计的目的、任务及要求1. 目的1）通过选型能了解不同型式离合器之间的差异及优缺点；2）根据给定车型要求选择合适结构形式的离合器；3）熟悉离合器设计的一般过程；4）对离合器选材、设计和制造工艺有一定了解。2. 任务和要求任务：设计给定车型离合器总成（不包括操纵机构）。要求：在组长的领导下，各小组成员分工开展设计工作。 设计完成后，每组要提交离合器设 计说明书一份，从动盘总成装配图一张（ 1号）和零件图X张（3号）（每位成员需绘制一 张图）。以组长为主进行设计工作， 每位小组成员都要参方案论证， 承担部分设计计算工作。3. 基本参数：按总体设计时给出的，缺少

2、的参数上网查找（类似车型的即可）。4. 参考资料1）汽车工程手册第二分册，机械工业出版社；2）离合器，徐石安等编，人民交通出版社。3）汽车设计课程设计指导书，王丰元等编，二、离合器结构方案选择离合器结构方案很多，本设计采用盘形摩擦式离合器，主要结构选择如下：1. 从动盘数：单片；2. 压紧弹簧形式：膜片弹簧；3. 分离时离合器受力形式：拉式；4. 压盘驱动形式：传力片式；1）扭转减振器：有；2）离合器操纵机构：机械式。三、摩擦式离合器基本参数选择1. 离合器传扭能力计算离合器传扭能力取决于摩擦力矩的大小，即摩擦面的压紧力、摩擦力的作用半径、摩擦副材料以及摩擦片工作面数决定，理论公式为：Tc m

3、axf Rc Zc(1)式中：Tcmax为离合器最大摩擦力矩;P为作用离合器面上的总压紧力；f为摩擦因数；Rc为平均摩擦半径，它由摩擦片外径D33和内径d决定，即 & 3詈晋 或RC 4 d d （d/D0.6时）；ZC为摩擦工作面数。为保证可靠传递发动机扭矩，离合器传递发动机最大扭矩Temax与所需最大摩擦力矩的关系如下:式中：为离合器后备系数，一般为了保证离合器有足够的使用寿命，式（1）中P应有足够大的摩擦面积来承受，即单位面(3)积上的压力P0不能太大。PPo A式中：A为摩擦片单面摩擦面积。综上，得离合器基本公式：Tt P D31.dic maxemax 120q 3在设计时，式（4）

4、作为校核用。2. 摩擦片外径D和其它尺寸确定1）摩擦片外径D摩擦片外径D是离合器的基本尺寸，可以按以下经验公式初选:Kd JTemax式中：kD为直径系数，一般，轿车：kD=14.5 ;轻、中型货车：单片kD=1618.5，双片kD =13.515 ;重型汽车: kD=22.524。离合器尺寸应符合尺寸系列标准GB5764-2011汽车用离合器面片（教材中表4-1）;另外,所选外径D应使摩擦片最大圆周速度不超过65m/s，以免摩擦片飞离。2）摩擦片内径d内径d C D，式中：C为内外径比值。按设计经验，推荐 C =0.530.7 ; 一般,发动机转速越高，取值越大。具体值查离合器摩擦3片尺寸系

5、列。3）摩擦片厚度中国规定了三种：3.2、3.5和4mm。3. 离合器后备系数确定初选外径同时，还应初选离合器后备系数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。值选取要合适，不能太大或太小。通常,各类汽车的取值范围如下：轿车、微型和轻型汽车：=1.21.75 ;中、重型货车:=1.52.25 ;越野车和牵引车:=1.84.0。离合器后备系数精确值要待离合器设计完毕后才能确定。4. 单位压力P0确定摩擦面上的单位压力 Po值和离合器本身的工作条件、摩擦片直径大小、后备系数以及摩擦片材质及其质量等因素有关。单位压力Po选取有一具体建议：对于小轿车：当摩擦片外径D=230mm， F0=O.25M

6、Pa当摩擦片外径D大于230mm， R 1., MPa对于载重汽车：当摩擦片外径D=230mm， P0=0.2MPa当摩擦片外径 D=380408mm， P0=0.14MPa对于市内公交车：一般单片离合器：F0 =0.13MPa大的多片离合器：P）=0.10MPa当摩擦片选用不同材料时，可按指导书中表3-3选取。根据发动机的最大转矩 Temax，用式（4）校核摩擦片单位压力是否在允许范围内。四、离合器主要零部件结构选型和设计计算1、从动盘 设计从动盘时应注意满足以下三个方面的要求：（1）为较少换挡齿轮间冲击，从动盘的转动惯量应尽可能小；（2）为保证汽车起步平稳，从动盘在轴向应有弹性；（3）为避

7、免扭转共振和缓和冲击载荷，从动盘上应装有扭转减振器。1）从动片（1）结构形式：常有三种典型形式：a）整体式弹性从动片；b）分开式弹性从动片；c）组合式弹性从动片。（2 ）材料选择从动片材料与所用的结构型式有关，不带波形弹簧片的从动片（即整体式）一般用高碳钢或弹簧片冲压而成，经热处理后达到硬度要求。采用波形片（即分开式或组合式）时，从动片用低碳钢，波形片用弹簧钢。（3 ）从动片基本尺寸从动片直径对照摩擦片尺寸确定，为了减少从动盘转动惯量，从动片一般较薄，通常为1.32mm厚钢板冲压而成，从动片的外沿部分（即波形弹簧片）厚度在0.65-1.0之间。2）从动毂花键毂装在变速器第一轴前端， 是离合器承

8、受载荷最大的零件。 目前，常采用齿侧定心的矩 形花键，花键之间是动配合。花键毂一般采用锻钢（45、40Cr等），表面和心部硬度为2632HRC。花键毂轴向长度不宜过小，一般取1.01.4倍花键轴直径。（1）从动盘毂设计参照教材表4-2从动盘毂花键尺寸系列。（2 ）花键设计参照相应的机械设计手册。（3）花键强度校核花键破坏的主要形式是表面受力过大而破坏，因此应进行花键的挤压应力校核，应力过大可增加花键毂的轴向长度。挤压应力：压 nPl MPa式中：P为花键侧面压力（N）；TP（Dem；x）z，其中d、D分别为花键的内外径（m），Z为从动盘毂数；n为花键的齿数；l为花键有效长度（m） ； h为花键

9、的工作高度（m）, h 侣。应力校核：压 压许=20MPa。3）摩擦片石棉摩擦片的摩擦系数大约为0.3左右（即在0.250.50之间）；粉末冶金摩擦片和金属陶瓷摩擦片的摩擦系数在 0.5左右。摩擦片和从动盘之间有两种连接方法：（1）铆接法；（2）粘结法。2. 压盘设计 压盘设计包括传力方式选择及其几何尺寸的确定两个方面。1）压盘传力方式选择压盘常有以下几种传力方式：（a）凸台式连接方式；（b）键式连接方式；（c）销式连接方式；（d）传动片式传动方式。压盘的结构除与传力方式有关外，还与压紧方式和分离方式有关。2）压盘几何尺寸确定前面已经分析了确定摩擦片内外径方法，与摩擦片相结合的压盘的内外径也就

10、基本确定了下来。因此，压盘的几何尺寸归结为确定它的厚度。压盘厚度确定主要依据以下两点：（1）压盘应具有足够的质量，以吸收结合时摩擦产生的热量；（2）压盘应具有足够大的强度，以保证受热时不变形。压盘厚度一般不小于 15mm。设计压盘时，在初步确定压盘厚度后，应校核离合器结合一次时的温升（每次结合大约3秒左右），它不应超过810度，若温升过高，可适当增加压盘厚度。校核公式为:L0427 c G压6式中：0为升温（C）；L为滑磨功（Kg.m ）, L 笔=；丄 其中，Jm为离合器主动部分的转动惯量；Jb为整个Jmn为发动机最大转矩时的转速;汽车的惯性质量转化到离合器从动部分上的当量转动惯量;G r 2而Jb其中，Ga为汽车总重（kg） ； rR为驱动轮的滚动半径（m） ； i为主传lo ig动比；ig为变速器传动比；为分配压盘上的滑磨功所占的百分比；单片离合器压盘：=0.5双片离合器压盘：=0.25，双片离合器中间压盘： =0.5； c为压盘的比热，c=0.115千卡/kg. C （铸铁压盘）；G压为压盘重量（kg）3）压盘及传动片的材料压盘通常采用铸铁，即 HT200 HT250、HT300,