离合器设计基本过程

离合器设计基本过程第一页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.主要步骤：1、离合器概述2、离合器主要参数的选择及计算校核3、从动盘总成的设计4、离合器盖总成的设计第二页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.1、离合器概述1.1设计要求及其技术参数1.2结构方案分析1.3膜片弹簧的支撑形式第三页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.1.1设计要求及其技术参数发动机功率：发动机转矩：传动比:

汽车的质量汽车的滚动半径

=273mm第四页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.1.2结构方案分析从动盘数的选择：单片离合器压紧弹簧和布置形式的选择：拉式膜片弹簧离合器1.3膜片弹簧的支撑形式拉式膜片弹簧的支承形式——单支承环形式，将膜片弹簧大端支承在离合器盖中的支承环上。第五页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2、离合器主要参数的选择及计算校核2.1离合器主要的参数2.2离合器的设计与计算2.3扭转减振器主要参数2.4减振弹簧的计算第六页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.1.1后备系数

后备系数是离合器设计中的一个重要参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择时，应考虑摩擦片在使用中的磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩、防止离合器滑磨时间过长、防止传动系过载以及操纵轻便等因素。乘用车选择：，本次设计取

=1.2第七页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.摩擦片外径、内径和厚度

摩擦片外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。式中为汽车的最大转矩；乘用车取

取摩擦片的厚度主要有三种。取第八页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.单位压力单位压力决定了摩擦表面的耐磨性，对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选取时应考虑离合器的工作条件、发动机后备功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。选择：，由于在范围之内。式中取

第九页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.离合器基本参数的校核第十页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.2离合器的设计与计算膜片弹簧基本参数的选择2.2.2膜片弹簧的校核第十一页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.2离合器的设计与计算第十二页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.2离合器的设计与计算膜片弹簧基本参数的选择1)

比值和的选择

为保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧的H/h一般为1.5～2.0，板厚h为2～4mm。取h=2mm，=1.7，即=3.4mm。2)比值和、的选择第十三页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.一般为=1.20～1.35。为使摩擦片上的压力分布较均匀，拉式膜片弹簧的

r值宜为大于或等于。取=85；

取=1.25则=85取=1053)的选择

膜片弹簧自由状态下圆锥角与内截锥高度关系密切，一般在9°～15°范围内。第十四页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.

符合要求。

4)分离指数目的选取

分离指数目n常取18，大尺寸膜片弹簧n可取24，小尺寸膜片弹簧n可取12。取分离之数目n=18。5)膜片弹簧小段内半径及分离轴承作用半径的确定由离合器的结构决定，其最小值应大于变速器第一轴花键的外径。应大于。第十五页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.

表2—7可查得第一轴的外径为29mm;

取=30mm=32mm6)切槽宽度、及半径的确定

=3.2～3.5mm，=9～10mm，的取值应满足r-re≥。本次设计取δ1=3.5mm，δ2=10mm，re≤r–δ2=75mm。7)压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定

取=87又取第十六页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.2.2膜片弹簧的校核为了满足离合器使用性能的要求，弹簧的与初始底锥角应在一定范围内，即（符合要求）弹簧各部分有关尺寸的比值应符合一定的范围，即为了使摩擦片上的压紧力分布比较均匀，拉式膜片弹簧的压盘加载点半径应位于摩擦片的平均半径与外半径之间，即第十七页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.4)

根据弹簧结构布置要求，与，与之差应在一定范围内，即5)

膜片弹簧的分离指起分离杠杆的作用，因此其杠杆比应在一定范围内选取，即第十八页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.经验算校核，尺寸符合设计要求第十九页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3扭转减振器主要参数2.3.1极限转矩

2.3.2.扭转角刚度

2.3.3.阻尼摩擦转矩

2.3.4.预紧转矩

2.3.5.减振弹簧的位置半径

2.3.6.减振弹簧个数

2.3.7.减振弹簧总压力

2.3.8.极限转角第二十页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.1极限转矩

极限转矩受限于减振弹簧的许用力等因素，与发动机最大转矩有关，一般可取=(1.5～2.0)

对于乘用车，系数取2.0。则=2.0×＝2.0×77＝154（N·m）第二十一页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.2.扭转角刚度

为了避免引起传动系统的共振，要合理选择减振器的扭转角刚度，使共振现象不发生在发动机常用的工作转速范围内≤13Tj=13x154=2002(N·m/rad)第二十二页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.3.阻尼摩擦转矩

由于减振器扭转刚度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。一般可按下式初选：=(0.06～0.17)Temax

取Tu=0.1Temax=0.1*77N·m=7.7N·m第二十三页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.4.预紧转矩

减振弹簧在安装时都有一定的预紧。研究表明，增加，共振频率将向减小频率的方向移动，这是有利的。但是不应大于，否则在反向工作时，扭转减振器将提前停止工作，故取Tn=(0.05～0.15)Temax

取Tn=0.1Temax=0.1*77N·m=7.7N·m第二十四页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.5.减振弹簧的位置半径

2.3.6.减振弹簧个数取=6

2.3.7.减振弹簧总压力

当限位销与从动盘毂之间的间隙

或被消除，减震弹簧传递的转矩达到最大值

时，减震弹簧受到的压力

为第二十五页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.3.8.极限转角

一般通常取，对汽车平顺性要求高或发动机工作不均匀时，取上限。本次设计取10°。第二十六页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.4减振弹簧的计算2.4.1.减振弹簧的分布半径：2.4.2.全部减振弹簧总的工作负荷2.4.3.单个减振弹簧的工作负荷：2.4.4.弹簧减振尺寸2.4.5.从动片相对从动盘毂的最大转角2.4.6.限位销与从动盘毂缺口侧边的间隙2.4.7.限位销直径第二十七页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.4.1.减振弹簧的分布半径：式中，d为离合器摩擦片的内径。2.4.2.全部减振弹簧总的工作负荷

它是指在从动盘毂法兰上缺口中的间隙消除时，减振弹簧压缩到极限位置时的工作负荷。此时扭转减振器所能传递的转矩即为极限转矩,由此可得为第二十八页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.4.3.单个减振弹簧的工作负荷2.4.4.弹簧减振尺寸1)弹簧中径；一般由结构布置来决定，通常左右。本次取12mm。

2)弹簧钢丝直径：式中为扭转许用应力，可取550-600MPa。本次取550MPa通常所以取第二十九页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.3)弹簧刚度：应根据已选定的减振器扭转刚度值及其布置尺寸，根据式子：4)减振弹簧有效圈数：根据式子：式中，G为材料的剪切弹性模量，对碳钢可取第三十页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.5)减振弹簧总圈数n：一般在6圈左右，总圈数和有效圈数的关系为6)减振弹簧最小高度：7)减振弹簧总变形量8)减振弹簧自由高度第三十一页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.9)减振弹簧预变形量10)减振弹簧安装工作高度2.4.5.从动片相对从动盘毂的最大转角最大转角和减振弹簧的工作变形量有关，其值为第三十二页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.2.4.6.限位销与从动盘毂缺口侧边的间隙\式中，为限位销的安装尺寸。值一般为2.5～4mm。所以可取为3mm,为41.10mm.2.4.7.限位销直径按结构布置选定，一般＝9.5～12mm。可取为10mm第三十三页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.第三十四页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.3从动盘总成的设计3.1从动盘毂3.2从动片的设计3.3.摩擦片的设计第三十五页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.3.1从动盘毂从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它几乎承受由发动机传来的全部转矩。它一般采用齿侧对中的矩形花键安装在变速器的第一轴上，花键的尺寸可根据摩擦片的外径D与发动机的最大转矩T.由查表得第三十六页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.3.2从动片的设计

从动盘对离合器工作性能影响很大，设计时应满足如下要求：

1)从动盘的转动惯量应尽可能小，以减小变速器换挡时轮齿间的冲击。

2)从动盘应具有轴向弹性，离合器结合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，减小磨损。

3)应安装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。第三十七页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.3.3.摩擦片的设计摩擦片应满足以下要求：

1)摩擦因数较高且稳定，工作温度、单位压力、滑磨速度的变化对其影响要小

2)具有足够的机械强度与耐磨性

3)密度要小，以减少从动盘的转动惯量。

4)热稳定性要好

5)磨合性要好，不至刮伤飞轮和压盘表面第三十八页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.4离合器盖总成的设计4.1.离合器盖结构设计的要求4.2.压盘的设计4.3.压盘的结构设计与选择第三十九页，共四十二页，2022年，8月28日华南理工大学广州汽车学院丁伟华dingxing1001@163.comallrightreserved.4.1.离合器盖结构设计的要求1)应具有足够的刚度，否则影响离合器的工作特性，增大操纵时的分离行程，减小压盘升程，严重时使摩擦面不能彻底分离。

2)应与飞轮保持良好的对中，以免影响总成的平衡和正常的工作。