离合器设计介绍

离合器简介

introductionofclutch交流QQ:343321822目录

content一、离合器使用条件和设计要求二、离合器类型三、离合器使用条件和整体设计四、膜片弹簧设计计算五、扭转减振器特性解析六、扭转减振器基本参数选择七、离合器的优化方法使用条件发动机最高转速5000~7000rpm；市内停车起步80~100次/100km；公共汽车400~500次/100km，加上换档达到800~1000次/100km；要求摩擦片寿命4~5万公里。离合器使用条件和设计要求设计要求•可靠、稳定•接合平顺,分离迅速(起步、换档)•从动部分转动惯量小（便于换档）•吸热、散热（起步滑磨时间大约t=1.5~2s,温度升高8~10°3）•减振、吸振（来自发动机、路面的振动）•轻便(踏板力：轿车80~150N,行程：80~150mm,货车150~200N行程<180mm;）•简单、紧凑•工艺性好、便于维修和调节离合器类型压紧弹簧膜片弹簧离合器；螺旋弹簧离合器螺旋弹簧布置方式周布螺旋弹簧离合;中央弹簧离合器从动盘数目单盘式离合器；双盘式离合器；多盘式离合器工作条件干式、湿式压紧方式弹簧、杠杆、液压压盘驱动方式凸台、销式、键式、钢带后备系数β：反映离合器传递发动机最大转矩的可靠程度．为可靠地传递发动机最大转矩，β不可过小，为使离合器结构尺寸不致过大，防止传动系过载，β不可过大．:离合器整体设计计算设计参数后备系数β摩擦片内径d、外径D单位压力P0这些参数决定了离合器的结构尺寸和基本性能后备系数β推荐值轿车与轻型货车中型与中型货车带拖挂重型货车与牵引车1.1~1.751.5~2.251.8~4.0使用在路况较恶劣的汽车后备系数选择相对大些Tc：——离合器能传递的最大转矩（N·m）Temax——发动机最大转矩（N·m）f——摩擦副的摩擦系数【由摩擦材料决定】【国内材料取0.25，】Z——摩擦片工作面【单片为2，双片4】Rc——摩擦片平均摩擦半径【(摩擦片大径+小径）/4】F——离合器工作压紧力（N)【由膜片弹簧参数决定】因此：后备系数β取决于离台器工作压紧力和离合器主要尺寸参数．后备系数β的数学表达式：摩擦片大径、小径的确定：KD——直径系数，轿车取14.6大径经验公式小径选择参考国标GB5764—86《汽车用离合器面片》注大径不变，内径减小可增大摩擦面积，提高工作压紧力与传递转矩的能力；但却会使摩擦面上的压力分布不均，使外缘圆周的相对滑磨速度差距大造成滑磨不均而不利于离合器散热和扭转减振器的布置。离合器的整体校核计算△t<10°50~60J/cm20.15~0.30MPa许应值单位压力p(MP)单位滑磨功起步温升校核内容公式离合器校核项次W——汽车起步时的总功(J)ne——起步时的转速，计算时可取2000rpmma——汽车总质量（kg）rr——汽车轮胎滚动半径（mm）i0——主减速器减速比ig——起步选用变速器传动比，一般校核二档（1）H/h的确定（3）膜片弹簧起始圆锥底角α（5）分离指的数目n和切槽宽δ1、δ2及半径re（4）膜片弹簧小端半径rf及分离轴承作用半径rp（6）支承圈平均半径l和膜片弹簧与压盘的接触半径L膜片弹簧设计计算（2）R及R/r的确定膜片弹簧的弹性特性曲线1、载荷F增加，变形λ不断增加2、弹簧的特性曲线在中间有一段很平直，变形增加时，载荷几乎维持不变；3、弹簧的特性曲线中有一段负刚度区域，即当变形增加，载荷反而减小。具有这种特性的膜片弹簧很适用于作为离合器的压紧弹簧。4、具有更大的负刚度区域5、具有载荷为负值的区域Note：一般汽车离合器膜片弹簧的H/h值在1.5～2范围内选取；常用的膜片弹簧板厚为2～4mm。H/h不同的膜片弹簧的弹性特性曲线解析R/r越小，应力越高，弹簧越硬，弹性曲线受直径误差影响越大。汽车离合器膜片弹簧根据结构布置和压紧力的要求，R/r常在1.2～1.3的范围内取值。（2）R及R/r的确定（3）膜片弹簧起始圆锥底角α计算公式汽车膜片弹簧一般起始底角α在10°～14°之间（5）分离指的数目n和切槽宽δ1、δ2及半径re（4）膜片弹簧小端半径rf及分离轴承作用半径rp膜片弹簧小端半径rf值应大于变速器第一轴花键的外径n取为18，δ1=3.2～3.5mm，δ2=9～10mm，re的取值应满足（r-re）>δ2

（6）支承圈平均半径l和膜片弹簧与压盘的接触半径Ll应略大于且尽量接近r，L应略小于R且尽量接近R绘制膜片弹簧的特性曲线根据工作压力F1和膜片弹簧在压盘接触点处的轴向变形λ1关系式，

E——弹簧材料的弹性模量λ1——压盘的轴向弹性μ——泊松比从动盘设计离合器从动片的内外径确定前面已经讲到，本节主要介绍从动盘的减振器设计从动盘分为带扭转减振器和不带扭转减振器两种，不带扭转减振器的从动盘需要配备双质量飞轮，即将减振器前移到飞轮端。为何需要减振器？缘由：汽车传动系可以看作是一个由许多集中质量与弹性轴所组成的扭转振动系统，因此系统有一系列的固有频率。特别是在行使过程产生的不确定性激振频率与传动系扭振频率吻合时将产生共振。目的：装扭转减振器主要是消除汽车传动系的主要低频扭振和降低变速器及主减速器的齿轮噪声。Note:扭振减振器能将发动机与传动系的共振频率移至常用转速外，但是不能完全克服发动机在低速或怠速状态下与传动系产生的共振。扭转减振器特性解析第一级——角刚度最小（只有最软的减振弹簧起作用），于是式传动系的固有平率最低（低于怠速转速的激振频率），用于怠速工况，消除空挡时变速器齿轮冲击噪声。第二级——角刚度中等（第2组减振弹簧也起作用），使传动系固有频率中等（应低于发动机常用工作转速的激振频率），用于驱动工况（常用工况）。第三级——角刚度最大（三组减振弹簧都起作用），用于载荷急剧变化阶段（猛抬离合器踏板起步，为松开离合器紧急制动等）以缓和传动系的很大瞬时动载荷。级数的选择：如果两级能够满足降振和传递最大扭矩时，不需要增加级数，反之亦然。扭转减振器基本参数选择1、减振器的极限转矩Tt【决定传矩能力】通常取发动机额定转矩Temax的1.5~2倍2、减振器的扭转刚度Kt矛盾：确保传矩Kt要大；减振好Kt要小受限：减振弹簧的布置空间有限初选经验公式：Kt<13Tc3、减振器的阻尼摩擦转矩Tf【迅速吸收减振弹簧的振动】经验公式：Tf=(0.06~0.17)Temax4、减振器的预紧转矩Tp【即弹簧的初始压缩量】经验公式：Tp=(0.05~0.15)Temax5、减振弹簧位置半径R1【尽可能大些】经验公式：R1=(0.6~0.75)R(从动盘内径)摩擦片外径225~250250~325325~350弹簧个数Z4~66~88~10Note:若扭转减振器可能受到的正反向冲击载荷不一样，可以将正反向工作特性设计成不对称。离合器的优化方法提高平顺性——在离合器盖总成或盘总成中增加轴向弹性。增加盖总成轴向弹性在膜片弹簧与压盘接触部位设置弹性元件增加膜片弹簧分离指的弹性盖总成具有轴向弹性后从动盘就不需要轴向弹性，摩擦片就直接粘接在钢片上而不需要铆钉，增大了从动盘的寿命并减小转动惯量。增加盘总成轴向弹性采用不同类型的波形片使离合器彻底分离采用压盘传动片驱动装置采用压盘分离弹簧装置减小分离操纵力增大膜片弹簧杠杆比辅助增力结构减小分离行程提高离合器盖的刚度

增加加强筋提高膜片弹簧的刚度

1、主要是采用不同形状