(完整版)离合器优化设计

1.离合器概述

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。

1.1离合器设计的基本要求：

1)在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又

能防止过载。

2)接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。

3)分离时要迅速、彻底。

4)从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步

器的磨损。

5)应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿命。

6)操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。

7)具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。

1.2技术参数:

车型：轿车

发动机功率： Pemax=70KW/5200r/min

发动机转矩： Temax=170N.m/3000r/min

飞轮工作面： D/d=240mm/130mm

1.3膜片弹簧离合器结构

膜片弹簧离合总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。

1)离合器盖

离合器盖一般为120°或90°旋转对称的板壳冲压结构，通过螺栓与飞轮联结在一起。离合器盖是离合器中结构形状比较复杂的承载构件，压紧弹簧的压紧力最终都要由它来承受。

2)膜片弹簧

膜片弹簧是离合器中重要的压紧元件，在其内孔圆周表面上开有许多均布的长径向

槽，在槽的根部制成较大的长圆形或矩形窗孔，可以穿过支承铆钉，这部分称之为分离指；从窗孔底部至弹簧外圆周的部分形状像一个无底宽边碟子，其截面为截圆锥形，称之为碟簧部分。

3)压盘

压盘的结构一般是环形盘状铸件，离合器通过压盘与发动机紧密相连。压盘靠近外圆周处有断续的环状支承凸台，最外缘均布有三个或四个传力凸耳。

4)传动片

离合器接合时，飞轮驱动离合器盖带动压盘一起转动，并通过压盘与从动盘摩擦片之间的摩擦力使从动盘转动；在离合器分离时，压盘相对于离合器盖作自由轴向移动，使从动盘松开。这些动作均由传动片完成。传动片的两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接，一般采用周向布置。在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转；在离合器分离时，可利用它的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。

5)分离轴承总成

分离轴承总成由分离轴承、分离套筒等组成。分离轴承在工作时主要承受轴向分离力，同时还承受在高速旋转时离心力作用下的径向力。目前国产的汽车中多使用角接触推力球轴承，采用全密封结构和高温铿基润滑脂，其端面形状与分离指舌尖部形状相配合，舌尖部为平面时采用球形端面，舌尖部为弧形面时采用平端面或凹弧形端面。

1.4膜片弹簧离合器的优点

膜片弹簧离合器与其他形式离合器相比，具有一系列优点：

1)膜片弹簧离合器具有较理想的非线性弹性特性；

2)膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数

目少，质量小；

3)高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；

4)膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀；

5)易于实现良好的通风散热，使用寿命长；

6)膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好

1.5膜片弹簧离合器的工作原理

由图1.1可知，离合器盖1与发动机飞轮用螺栓紧固在一起，当膜片弹簧3被预加压紧，离合器处于接合位置时，由于膜片弹簧大端对压盘5的压紧力，使得压盘与从动盘6摩擦片之间产生摩擦力。当离合器盖总成随飞轮转动时(构成离合器主动部分)，就

通过摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘总成和变速器一起转动以传递发动机动力

（1）接合位置 （2）分离位置

1-离合器盖 2-铆钉 3-膜片弹簧 4-支撑环 5-压盘

6-摩擦片 7-分离轴承总成 8-离合器踏板 9-输出轴

图1.1膜片弹簧离合器的工作原理图

要分离离合器时，将离合器踏板8踏下，通过操纵机构，使分离轴承总成7前移推动膜片弹簧分离指，使膜片弹簧呈反锥形变形，其大端离开压盘，压盘在传动片的弹力作用下离开摩擦片，使从动盘总成处于分离位置，切断了发动机动力的传递。

2. 离合器摩擦片参数的确定

2.1 摩擦片参数的选择

2.1.1 初选摩擦片外径D 、内径d 、厚度b

摩擦片外径是离合器基本尺寸，它关系到离合器的结构重量和寿命，它和离合器所需传递转矩大小有一定关系。

根据文献[1]式(3.2.1)，

D =mm mm A T e 3.14747102100100

max == 式中，max e T 为发动机最大转矩，取m N T ?=102max ；

A 为不同结构和使用条件对D 的影响系数，对于小轿车 取A=47。

根据文献[1]表3.2.1中摩擦片标准系列尺寸，取mm 140,d mm 200D ==mm 5.3 b = 700.0c =。

2.1.2 后备系数β

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。由于所设计的离合器为膜片弹簧离合器，在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小（开始时还有些增加），再加上小轿车的后备功率比较大，使用条件较好，宜取较小值，故初取β=1.6。

2.1.3 离合器传递的最大静摩擦力矩T C

根据文献[2]式（2－7）

c T ==?=β1026.1T max e 163.2m N ?

2.1.4 单位压力P 0

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,摩擦片材料及质量等有关。

离合器使用频繁,工作条件比较恶劣单位压力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。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。根据文献[1]式3.2.1

)1(123330D d ZD fp T c -=π

?

=

-????=-?=)2001401(20023.02

.16312)1(123333330ππD d ZD f T p c

a MP .1980

式中，f 为摩擦因数取0.3；

0p 为单位压力（a MP ）

Z 为摩擦面数取2；

D 为摩擦片外径取200mm ；

d 为摩擦片内径取140mm ；

根据文献[2]表2-2和表2-4摩擦片材料选择石棉基材料，

0p 为单位压力

0.25a MP ，f 为摩擦因数取0.3。

2.1.5 摩擦片的材料选取

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：

⑴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。

⑵要有足够的耐磨性，尤其在高温时应耐磨。

⑶要有足够的机械强度，尤其在高温时的机械强度应较好

⑷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

⑸磨合性能要好，不致刮伤飞轮及压盘等零件的表面

⑹油水对摩擦性能的影响应最小

⑺结合时应平顺而无“咬住”和“抖动”现象

由以上的要求,目前车用离合器上广泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐热和化学稳定性能比较好的石棉和粘合剂及其它辅助材料混合热压而成，其摩擦系数大约在0.3左右,在该设计中选取的是石棉合成物制成的摩擦片。 2.2 离合器基本参数的校核

2.2.1 最大圆周速度

根据文献[2]式（2－10）知，

s m s m D n v e D /70/6810200650060106033max <≈???=?=--π

π

式中，D v 为摩擦片最大圆周速度（m/s ）；

max e n 为发动机最高转速取6500r/min ；

D 为摩擦片外径径取200mm ；

故符合条件。

2.2.2 单位摩擦面积传递的转矩c0T

根据文献[2]式（2－11）知

0c T ==-)(422d D Z Tc π)

140200(22.163422-???π0051.0≈(N·m /2mm ) 式中，c T 为离合器传递的最大静摩擦力矩163.2m N ?；

根据文献[2]表（2－5）知，

当摩擦片外径D ≤210mm 时，][0c T =0.28 N ·m /2mm >0.0051 N ·m /2mm ， 故符合要求

2.2.3 单位压力0P

为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，选取单位压力0P 的最大范围为0.15～.35Mpa ，

由于已确定单位压力0P ＝0.25Mpa ，在规定范围内，故满足要求

2.2.4单位摩擦面积滑磨功

为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤，离合器每一次结合的单位摩擦面积滑磨功w 应小于其许用值[w]。

根据文献[2]式（2－13）汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功(J)为： W = 1800n 2e 2π(2g 202r a i i r m )ziyou = 1800200014.322?(2223.090

51.40.2861145?) = 10566 (J) 式中，W 为汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功(J)

m a 为汽车总质量取1145kg ；

r r 为轮胎滚动半径0.286m ；

i g 为汽车起步时所用变速器档位的传动比4.51；

i 0为主减速器传动比3.090；

n e 为发动机转速(r/min),乘用车n e 取2000 r/min;

根据文献[2]式（2－12） w = )

(422d D Z W -π = )140200(214.310566422-?? = 0.32 式中，W 为汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功取10566J

满足w < [w] = 0.4 0J/mm 2要求。

摩擦片的相关参数如表1

表1

摩擦片外径D

摩擦片内径d 后备系数β 厚度b 单位压力Po 200mm 140mm 1.6

3.5 0.25MPa

3. 膜片弹簧的设计

3.1 膜片弹簧的基本参数的选择

3.1.1 截锥高度H 与板厚h 比值h

H 和板厚h 的选择 为了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

故初选h=2.3mm , h

H =1.6则H=1.6h=3.68mm . 3.1.2自由状态下碟簧部分大端R 、小端r 的选择和r

R 比值 当6.0≥D d 时，摩擦片平均半径Rc=)(854

1402004mm d D =+=+， 对于拉式膜片弹簧的R 值，应满足关系r ≥Rc=85mm

故取R=90,再结合实际情况取R/r=1.26,则r=70mm 。

3.1.3膜片弹簧起始圆锥底角α的选择

α＝arctanH/(R-r)=arctan4/(113-90)≈10.43°，满足9°～15°的范围。

3.1.4 分离指数目n 的选取

取为n=18。

3.1.5 切槽宽度δ1、δ2及半径e r

取δ1＝3.2mm, δ2=10mm, e r 满足r-e r >=δ2,则e r <=r-δ2=70-10=60mm

故取e r ＝65mm.

3.1.6 压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定

根据文献[1]知，R1和r1需满足下列条件：

711≤-≤R R

610≤-≤r r

故选择R1＝96mm ， r1＝75mm.

3.1.7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 。

3.2 膜片弹簧的弹性特性曲线

假设膜片弹簧在承载过程中，其子午线刚性地绕上地某中性点转动。

设通过支承环和压盘加载膜片弹簧上地载荷P1(N)集中在支承点处，加载点间的相对轴向变形为x1(mm),则膜片弹簧的弹性特性如下式表示：

??

????+-------??????-==222)1121)(111()11()/ln()1(61)1(1h r R r R x H r R r R x H r R r R b Ehx x f P π 式中，E ――弹性模量，钢材料取E=2.06×510Mpa ；

b ――泊松比，钢材料取b=0.3；

R ――自由状态下碟簧部分大端半径，mm ；

r ――自由状态下碟簧部分小端半径，mm ；

R1――压盘加载点半径，mm ；

r1――支承环加载点半径，mm ；

H ――自由状态下碟簧部分内截锥高度，mm ；

h ――膜片弹簧钢板厚度，mm 。

利用Matlab 软件进行P1－x1特性曲线的绘制，程序和图形如下：

程序如下：

x1=0:0.2:7;%x1为膜片弹簧在压盘接触点处的轴向变形

E=2.06*10^5;%弹性模量（Mpa ）

b=0.3;%泊松比

R=90;%自由状态下碟簧部分大端半径(mm)

r=70;%自由状态下碟簧部分小端半径(mm)

H=3.6;%自由状态下碟簧部分内截锥高度（mm ）

h=2.3;%膜片弹簧钢板厚度（mm）

R1=96;%压盘加载点半径（mm）

r1=75;%支承环加载点半径（mm）

P1=(pi*E*h*x1/(6*(1-b^2)))*log(R/r)/((R1-r1)^2).*((H-x1*((R-r)/(R1-r1)) ).*(H-(x1/2)*(R-r)/(R1-r1))+h^2);

%以下用于绘图

clf

plot(x1,P1,'-b');

axis([0,7,0,4000]);%设置坐标

hold on

hold off,grid on

xlabel('变形x1/mm')

ylabel('工作压力P1/N')

title('P1-x1特性曲线')

图形如下：

确定膜片弹簧的工作点位置:

可以利用Matlab 软件寻找P1－x1特性曲线中M,N的位置坐标，具体程序如下x1=0:0.2:7;%x1为膜片弹簧在压盘接触点处的轴向变形

E=2.06*10^5;%弹性模量（Mpa）

b=0.3;%泊松比

R=90;%自由状态下碟簧部分大端半径(mm)

r=70;%自由状态下碟簧部分小端半径(mm)

H=3.6;%自由状态下碟簧部分内截锥高度（mm）

h=2.3;%膜片弹簧钢板厚度（mm）

R1=96;%压盘加载点半径（mm）

r1=75;%支承环加载点半径（mm）

P1=(pi*E*h*x1/(6*(1-b^2)))*log(R/r)/((R1-r1)^2).*((H-x1*((R-r)/(R1-r1)) ).*(H-(x1/2)*(R-r)/(R1-r1))+h^2);

%以下用于绘图

clf

plot(x1,P1,'-b');

axis([0,7,0,4000]);%设置坐标

hold on

hold off,grid on

xlabel('变形x1/mm')

ylabel('工作压力P1/N')

title('P1-x1特性曲线')

zoom out

[x,y]=ginput(1)

x =

2.7339

y =

3.1228e+003

[x,y]=ginput(1)

x =

4.6855

y =

2.8889e+003

则可知=M 1λ 2.7339mm,=M P 1 3.1228e+003N

4.68551=N λmm ，0032.8889e 1+=N P N

上述曲线的拐点H 对应着膜片弹簧的压平位置，而且2/)(111N M H λλλ+=

则H 1λ＝ 3.70972

4.68552.7339=+mm 新离合器在接合状态时，膜片弹簧工作点B 一般取在凸点M 和拐点M 之间，且靠近或在H 点处，一般H B 11)0.1~8.0(λλ=

则取 3.3387 3.70979.00.811=?==H B λλmm

则此时校核后备系数β β 1.5614102000

2853.08.3122max P R P ≈???==

∑Te c c u 满足要求 离合器彻底分离时，膜片弹簧大端的变形量为

f M N 111λλλ+=f M N 111λλλ+=（f 1λ即为压盘的行程)f ?

故 1.95162.73394.685511=-=-=?M N f λλmm

压盘刚开始分离时，压盘的行程0.9758 2.73393.709711=-=-=?M H 'f λλmm

膜片弹簧的相关参数如表2

表2

截锥高度H

板厚h 分离指数n 圆底锥角α

3.68mm 2.3mm 18 10C 0

4. 扭转减振器的设计

4.1 扭转减振器主要参数

带扭转减振器的的从动盘结构简图如下图4.1所示弹簧摩擦式:

图4.1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。

4.1.1 极限转矩Tj

根据文献[2]式（2－31）知，

极限转矩受限于减振弹簧的许用应力等因素，与发动机最大转矩有关，一般可取，

T

Tj=(1.5～2.0)

e

max

对于乘用车，系数取2.0。

T＝2.0×102＝204（N·m）

则Tj=2.0×

max

e

4.1.2 扭转刚度k?

根据文献[2]（2－35）可知，由经验公式初选

k?13

≤ Tj

即k?＝13

≤Tj＝13×204＝2652（N·m/rad）

4.1.3 阻尼摩擦转矩Tμ

根据文献[2]式（2－36）可知,可按公式初选Tμ

T

Tμ＝（0.06～0.17）

max

e

取Tμ=0.1

T=0.1×102=10.2(N·m)

max

e

4.1.4 预紧转矩T n

减振弹簧在安装时都有一定的预紧。

根据文献[2]式（2－37）知， Tn满足以下关系：

Tn＝（0.05～0.15）

T且Tn≤Tμ＝10.2 N·m

e

max

而Tn＝（0.05～0.15）

T＝5.1～15.3 N·m

max

e

则初选Tn＝12N·m

4.1.5 减振弹簧的位置半径R0

根据文献[1]式（2－38）知，R0的尺寸应尽可能大些，一般取

R0=(0.60～0.75)d/2

则取R0=0.65d/2=0.60×140/2=42(mm),可取为44mm.

4.1.6 减振弹簧个数Zj

根据文献[1]表（2－6）知，当摩擦片外径D≤250mm时，

Zj=4～6

故取Zj=6

4.1.7 减振弹簧总压力F∑

当减振弹簧传递的转矩达到最大值Tj时，减振弹簧受到的压力F∑为

10-)＝4.6363(kN)

F∑＝Tj/R0＝204/(44×3

4.2 减振弹簧的计算

在初步选定减振器的主要参数以后，即可根据布置上的可能来确定和减振器设计相关的尺寸。

4.2.1 减振弹簧的分布半径R1

根据文献[1]）知，R1的尺寸应尽可能大些，一般取

R1=(0.60～0.75)d/2

式中，d为离合器摩擦片内径

故R1=0.60/2=0.63×140/2=44.1(mm)，即为减振器基本参数中的R0

4.2.2单个减振器的工作压力P

P= F∑/Z=4636.3/67.

≈(N)

772

1）弹簧中径Dc

根据文献[1]知，其一般由布置结构来决定，通常

Dc=11～15mm

故取Dc=11mm

2）弹簧钢丝直径d d=3]

[8τπPDc =3600117.7728???π=3.3mm 式中，扭转许用应力τ[]可取550～600Mpa,故取为550Mpa

d 取4 mm

3）减振弹簧刚度k

根据文献[1]4.7.13知，应根据已选定的减振器扭转刚度值k ?及其布置尺寸R1确定，即 k==n 211000R k ?)/(3.2286

)1044(1000265223mm N ≈???- 4）减振弹簧有效圈数i

根据文献[1]知，

≈???????==--3334

343410

3.228)1011(8)103.3(103.88k D Gd i c

4.0 5）减振弹簧总圈数n

其一般在6圈左右，与有效圈数i 之间的关系为

n=i +(1.5～2)=6

减振弹簧最小高度

dn d n l 1.1)(min ≈+=δ=21.78mm

弹簧总变形量

3846.3228

7.772===?k P l mm 减振弹簧总变形量0l

0l =l l ?+min =21.78+3.3846=25.1646mm

1'kZR T l n =?=44

622812??≈0.19936mm 减振弹簧安装工作高度l

'0l l l ?-==25.1646-0.19936=24.96524mm

6）从动片相对从动盘毂的最大转角α

最大转角α和减振弹簧的工作变形量)('''''l l l l ?-?=??有关，其值为

)2/arcsin(21"R l ?=α=4.6096°

7）限位销与从动盘毂缺口侧边的间隙1λ

αλsin 21R =

式中，2R 为限位销的安装尺寸。1λ值一般为2.5～4mm 。

所以可取1λ为3mm, 2R 为52mm.

8）限位销直径'd

'd 按结构布置选定，一般

'd ＝9.5～12mm 。

可取'd 为10mm

扭转减振器相关参数表3

表3

极限转矩Tj 阻尼摩擦转矩T μ 预紧转矩Tn 减振弹簧的位置半径R0 减振弹簧个数Zj 204 N ·m 10.2 N ·m 12 N ·m 44mm 6

5. 离合器其它主要部件的结构设计

5.1从动盘毂的设计

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，花键的迟钝可根据摩擦片的外径D 与发动机的最大转矩T m ax e 由文献[2]表3-1选取如表4

表4

摩擦片外径D/mm 发动机最大转

矩

T

m ax

e

/(N·m)

花键尺寸挤压应力

c

/MPa 齿数n 外径

D’/mm

内径

d’/mm

齿厚

t/mm

有效尺

长l/mm

200 108 10 29 23 4 25 11.1

5.2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，使离合器结合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，以减小磨损。

3)应安装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。

本次设计初选从动片厚度为3mm

5.3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。

3)盖的膜片弹簧支承处应具有高的尺寸精度。

4)为了便于通风散热，防止摩擦表面温度过高，可在离合器盖上开较大的通风窗孔，或在盖上加设通风扇片等。

乘用车离合器盖一般用08、10钢等低碳钢板。

本次设计初选08钢板厚度为3mm

5.4压盘的设计

对压盘结构设计的要求:

1)压盘应具有较大的质量,以增大热容量，减小温，防止其产生裂纹和破碎，有时可设置各种形状的散热筋或鼓风筋，以帮助散热通风。中间压盘可铸出通风槽，也可以采用传热系数较大的铝合金压盘。

2)压盘应具有较大刚度，使压紧力在摩擦面上的压力分布均匀并减小受热后的翘曲变形，以免影响摩擦片的均匀压紧及与离合器的彻底分离，厚度约为15～25 mm 。

3)与飞轮应保持良好的对中，并要进行静平衡，压盘单件的平衡精度应不低于15～20

g ·cm 。

4)压盘高度(从承压点到摩擦面的距离)公差要小。

压盘形状较复杂，要求传热性好，具有较高的摩擦因数，通常采用灰铸铁，一般采用HT200、HT250、HT300，硬度为170～227HBS 。

5.5压盘的结构设计与选择

根据文献[2](2-44)式 t = mc W

γ

(1) m = ρV =πρ)422(d D h -

(2) 由(1)式和(2)得 t = c )422(πργd D h W - =4

.8147800)42

1402200(1510566

5.0??-?π=5.9C

?

式中，W 为汽车起步时离合器结合一次所产生的总滑磨功，取W=10566J

γ为传到压盘的热量所占的比例，对单片离合器压盘. γ=0.5；

m 为压盘质量(kg)

V 为压盘估算面积；

c 为压盘的比热容，铸铁：c=481.4 J/(kg ·C ?)；

ρ为铸铁密度，取7800 kg/m 3；

D 为摩擦片外径取200mm ；

d 为摩擦片内径取140mm ；

h 为压盘厚度，取=15 mm ；

t 为压盘温升（C ?）

满足压盘温升不超过8~10C ?要求。

设计小结

在老师的指导下，和同组搭档的共同努力下，我们圆满完成了本次课程设计。在设计过程中，得到了李洁老师认真细致的指导和帮助，对此，我表示最真挚的感谢！

本设计以“机械设计、汽车设计、二维制图模型”为主线，主要采用AutoCAD和Matlab 软件设计一个夏利汽车膜片弹簧离合器总成，由于时间和能力的限制，本设计对分离机构和操纵机构只作了简单的设计。

本次设计我利用AutoCAD软件绘制了离合器总成和部分零件的二维图形，由于能力有限，难免有些不合理的地方，此次设计充分利用了已学过的汽车设计和机械设计知识，使我对所学知识有了一个系统的认识、复习、巩固和深入。通过这次设计，我对机械设计和汽车设计有了更深刻的认识，也初步掌握了机械设计的方法和使用有关机械设计手册的方法；对机械零件、汽车部件、装配技术、计算机软件使用技术等作了一个全新的认识和再学习，加深了理解，并扩展了知识面；充分利用计算机CAD技术进行了绘图；提高了计算机的使用能力。

虽然这次设计内容要求较多，涉及范围较广，比如材料力学、汽车构造、CAD制图软件、汽车设计、一些生产工艺等，但它使我对实际项目的设计过程有了充分的了解。作为设计人员，必须充分考虑车间加工及客户使用要求。另外，也加深了我对一些相关知识的了解，因先前课本上学到的基础知识中，很多零部件的型号及标准都已更换，其材料选择、处理工艺等都已改进提高，可见我在这方面的认知度还不够。设计不是想当然的事，我们只有首先了解到加工工艺，国家相关标准，你设计出的产品才是一件成功的产品。

自己平日的理论知识虽然仍没有真正应用于实际生产中，但利用课程设计这个平台，使我充分认识到自己理论学习中的不足，熟悉了一些新的设计方法。尤其是在画图方面，进一步熟练、巩固，这次课程设计为我以后的学习及毕业设计打下了基础。

李洁老师认真细致的指导和帮助，我再次表示最真挚的感谢！

参考文献

[1].徐石安,江发潮.汽车离合器/汽车设计丛书 [M].北京：清华大学出版社,2005

[2].王望予.汽车设计[M]. 北京：机械工业出版社，2007

[3].陈家瑞.汽车构造[M].北京：人民交通出版社，2002

[4].刘惟信.汽车设计 [M].北京：清华大学出版社,2001

[5].巩云鹏，田万禄，张祖立，黄秋波.机械设计课程设计[M].沈阳：东北大学出版社,2006

离合器毕业设计

第1章绪论 1.1选题的目的 本次设计，我力争把离合器设计系统化，为离合器设计者提供一定的参考价值。抛弃传统的推式膜片弹簧离合器，设计新式的拉式膜片弹簧离合器是本次设计的主要特点。 1.2离合器发展历史 近年来各国政府都从资金、技术方面大力发展汽车工业，使其发展速度明显比其它工业要快的多，因此汽车工业迅速成为一个国家工业发展水平的标志。 对于内燃机汽车来说，离合器在机械传动系中作为一个独立的总成而存在，它是汽车传动系中直接与发动机相连接听总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦式离合器主要依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。 在早期研发的离合器中，锥形离合器最为成功。现今所用的盘片式离合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到1925年以后才出现的。20世纪20年代末，直到进入30年代时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上才采用多片离合器。多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首选单片干式离合器[1]。 近来，人们对离合器的要求越来越高，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。 随着汽车发动机转速、功率不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。随着计算机的发展，设计工作已从手工转向电脑，包括计算、性能演示、计算机绘图、制成后的故障统计等等。 1.3离合器概述 按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。顾名思义，离合器是“离”与“合”矛盾的统一体。离合器的工作，就是受驾驶员操纵，或者分离，或者接合，以完成其本身的任务。离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构，其功用是能够在必要

汽车设计离合器课程设计修订版

汽车设计离合器课程设 计修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】

汽车设计课程设计离合器设计说明书

目录 一、离合器设计的目的及相关概述 (1) 1.1 离合器基本功用 (1) 1.2 离合器相关结构的介绍 (1) 1.3 离合器的设计要求 (2) 1.4拉式膜片弹簧的优点 (3) 二、离合器摩擦片参数的确定 (3) 2.1摩擦片相关参数确定之前的数据准备 (3) 2.1.1后背系数确定 (3) 2.1.2单位压力的确定 (4) 2.1.3摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙 (4) 2.2 摩擦片参数的选择 (5) 2.2.1初选摩擦片参数外径D、内径d和厚度b (5) 2.2.2 离合器传递最大转矩 (6) 2.3摩擦片参数的校核 (6)

2.3.1 摩擦片最大圆周速度的校核 (6) 2.3.1 单位滑磨功的校核 (6) 三、膜片弹簧的设计 (6) 3.1 膜片弹簧参数的设计 (7) 3.2 膜片弹簧参数的校核 (9) 四、主要零部件的设计 (10) 4.1 扭转减震器的设计 (10) 4.2 扭转用弹簧的设计 (12) 4.3 从动盘毂的设计 (14) 4.4 离合器盖结构的设计 (15) 4.5 压盘的设计 (14) 4.5.1 设计要求 (15) 4.5.2 压盘几何尺寸及材料的确定 (15) 4.5.3 压盘的校核 (16) 4.6 支撑环 (16)

五、操纵机构 (16) 5.1 操纵机构的简介 (16) 5.2离合器踏板行程计算 (18) 5.3 踏板力计算 (13) 六、设计小结 (19) 七、参考文献 (21) 附录 (22)

车辆工程毕业设计90东风EQ1135F19D中型货车膜片弹簧离合器设计

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。目前，各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。 本设计主要是对中型货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，首先进行了基本参数的选择，其次对零部件设计：压盘、离合器盖、弹性传动片，分离装置，以及从动盘、从动片和从动盘毂，操纵机构，扭转减震器中的螺旋弹簧的设计。根据各零部件的工作条件，并对其进行了相关校核。确保所设计的离合器能最大限度传递发动机的输出转矩。 关键词：压盘；膜片弹簧；摩擦片；操纵机构；离合器

ABSTRACT Automobile clutch gearbox is located between the engine and flywheel shell, with screw assembly will be fixed in the clutch after the plane of the flywheel, clutch gearbox output shaft is the input shaft. In the car, the driver can be down or release the clutch pedal, so that the temporary separation of the engine and gearbox, and the gradual bonding to cut off or transfer the engine to the transmission input power. At present, widely used in all kinds of cars on friction clutch is a moving part of the friction between the subordinate to transfer power and can separate device. This design is mainly to the medium truckloads of diaphragm type spring clutch on the design. According to the using conditions and vehicle parameters of vehicles, according to clutch system design steps and requirements, the basic parameters of the first choice, second to parts design: pressure plate, clutch cover, elastic transmission piece, separation device, and driven plate, driven plate and platen hub, operation, reverse design of the spiral spring shock absorber. According to various spare parts working conditions, and analyses the relevant respectively. Ensure that the design of the clutch can utmost transfer engine torque. Keywords: Pressure Plate; Diaphragm Spring; Friction Disc; Control agencies;Clutch

3、汽车离合器拆装

任务引入 以离合器操纵机构的故障引入所学知识。 知识链接 一、离合器的操纵机构 离合器操纵机构有机械式、液压式和助力式等。目前汽车离合器广泛采用的是机械式或液压式操纵机构。 1.机械式操纵机构 杆系传动式离合器操纵机构包括踏板组件、调整推杆、调整螺母、分离叉、分离推杆、横轴、回位弹簧等。 2.液压式操纵机构 液压式离合器操纵机构主要由离合器主缸（又称总泵）、液压管路和离合器工作缸（又称分泵）组成。 （1）主缸的结构和工作原理 离合器主缸具有以下功能：使油液通过管路流至离合器分泵，通过使用进油孔和补偿孔对温度变化和最小油液损失进行补偿，以维持正确的流量；通过储油箱补偿孔排出流体，补偿了离合器从动盘和压盘的磨损，从而无需进行周期性调整。 （2）工作缸的构造

工作缸内装有活塞、皮碗、推杆和放气螺钉等。 （3）液压式操纵系统的自动调整机构 近年来一些车型的液压操纵系统中采用了自动调整机构。 二、离合器的主要设计要求 1.具有合适的储备能力，既能保证传递发动机的最大转矩又能防止传动系过载。 2.接合平顺柔和，保证汽车平稳起步。 3.分离迅速、彻底，便于发动机起步和变速器换挡。 4.具有良好的散热能力。由于离合器接合过程中，主从动部分间存在相对滑转，在频繁使用时会产生大量的热，如不及时散热，会严重影响使用寿命和工作的可靠性。 5.操纵轻便，以减轻驾驶员的疲劳。 6.从动部分的转动惯量应尽可能减小，以减小换挡时的冲击。 （一）技术标准及要求： 1 ．离合器踏板自由行程15~25mm ，总行程150 ± 5mm ； 2 ．离合器摩擦片外径210mm 。 （二）EQ1092型汽车离合器的拆装 分解（1）在离合器盖和压盘上做好记号； （2）利用离合器专用压具将压紧弹簧压缩，拆下分离杠杆支架螺栓； （3）放松压力，取下离合器盖、压紧弹簧及隔热垫圈；

轻型货车膜片弹簧离合器的设计讲解

第一章绪论 离合器技术发展史 在100多年的汽车发展史中，几乎所有的零部件在技术方面都经历过巨大的发展变化：可靠性、生产成本、维护便利性、节能减排性等，都已经且将一直成为汽车行业的追求目标，这些发展目标要求汽车工程师们不断地开发出更新更好的解决方案。 由于塞内燃机只有在达到一定转速时才能输出转矩，所以在发动机和变速器之间必须要有一个分离接合装置。汽油发动机需要借助离合器的接合功能才能起动汽车，因为只有当发动机达到一定转速时，才能输出转矩。除了离合器的接合功能，离合器的分离功能也同样重要，因为在车辆行驶中要求可以自由换档。鉴于相关问题的复杂性，早期在很多小型车设计结构中并没有离合器的接合功能，车辆是借助人力推动而起动的。 离合器的起源 第一代离合器的工作原理来自早期工业化社会使用机械装置的工厂。通过对带式变速器的类推，人们将一种平面皮带引入到汽车中。并通过皮带轮的张紧作用。但是皮带传动装置有其缺点，一方面是效率低下，容易磨损，尤其是在雨天传递动力不足时；另一方面是要求变速器增加档位以应对不断提高的发动机转矩，这就促使工程师们不断地探索更好的方法以取代此离合器。结果便是人们发明了各种各样的离合器。 早期的离合器 在1889年，戴姆勒的钢轮汽车已使用这种设计原理的基本形式：配备了一个锥形/斜面摩擦离合器。这个可以自由移动的锥形盘位于变速器轴上，与曲轴上带锥形凹槽的飞轮可以牢牢地接合.大约在1910年代，配备了另一个离合器制动或变速器制动，它通过第二个脚踏板来起作用——通常该第二踏板与离合器踏板连接在一起，并都位于踏板轴的后方。锥形盘通过皮革制的摩擦层来散热。经过一段时间的长途驾驶后，由于飞轮的热膨胀，锥形盘可能与飞轮接合的更深，但当飞轮温度下降后，却很难让锥形盘从飞轮中分离出来。 直到第一次世界大战末期，金属摩擦片才开始普及起来。而此前，人们还试验了其它不同材料，如NAG公司设计了一种薄钢片压制的驼毛锥盘，并装上像扇子似的刀片用来冷却，其在两部分间接合，皮革线状环用螺栓固定在飞轮上。该结构的两部分允许皮革线状环自由移动，从而让离合器维护简化了，并降低了离合器被卡住的次数。

汽车离合器课程设计说明书

1 《汽车设计》课程设计 题目:汽车离合器设计 专业：交Y 班级：091 学号：200900207XXX 姓名：XXX 指导老师：韦志林 完成日期： 成绩:

1 目录 任务与背景分析 (4) 1离合器主要参数选择 (5) 1.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b (5) 1.2 后备系数β (5) P (6) 1.3 单位压力 1.4 摩擦因数f、离合器间隙Δt (6) 2 离合器基本参数的优化 (6) 2.1 设计变量 (6) 2.2 目标函数 (7) 2.3 约束条件 (7) 3摩擦片尺寸校核与材料选择。 (7) 4膜片弹簧的设计 (8) 5.扭转减振器的设计 (11) 6减振弹簧的计算 (12) 6.1减振弹簧的分布半径R0 (12) 6.2单个减振器的工作压力P (12) 6.4减振弹簧刚度k (13) 6.5减振弹簧有效圈数 (13) 6.6减振弹簧总圈数n (13) l (14) 6.7减振弹簧最小高度min 6.8全部减震弹簧总的工作负荷 (14) 6.9单个减震弹簧的工作负荷P (14) 6.9.1减震弹簧总变形量 (14) 6.9.2减震弹簧自由高度 (14) 6.9.3减震弹簧预变形量 (14) 6.9.4减震弹簧安装高度 (14) 6.9.5从动片相对从动毂的最大转角 (14) 7.1从动盘毂 (15) 7.2从动片 (15) 7.3波形片和减振弹簧 (15) 8压盘设计 (15) 8.1离合器盖 (15) 8.2压盘 (16) 8.2.3分离轴承 (16) 9.总结 (17) 10参考文献 (17)

1 前言 对于内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。目前，目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器，摩擦离合器是一种依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构和操作机构等四部分。 离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构，其主要功用是：切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系统平顺地结合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系统分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系统所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。 随着汽车发动机转速、功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。 设计的目的和意义：本次设计，我力争把离合器设计系统化，让离合器在任何行驶条件下，既能可靠的传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止过载。结合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。分离是要迅速、彻底。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，便于换档和减小同步器的磨损。应有猪狗的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿命。操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。具有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。为离合器设计者提供一定的参考价值

汽车离合器设计说明书 毕业设计

1、离合器概述 对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连的总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、和操纵机构等四部分。 离合器的功用主要的功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换档时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮之间的冲击；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，以防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。 2、设计要求及其技术参数 基本要求： 1）在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止过载。 2）接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。 3）分离时要迅速、彻底。 4）从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步器的磨损。 5）应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿命。 6）操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。 7）具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。 技术参数: 车型：华丽特锐2WD 整车质量（kg）：1050 最大扭矩/转速（N·m/rpm）：120/3200 主减速比：5.285 一档速比： 滚动半径：350mm 3、结构方案分析 3.1从动盘数的选择：单片离合器 单片离合器：对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩

一般不大，在布置尺寸容许条件下，离合器通常只设有一片从动盘。 单片离合器的结构简单，轴向尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底，采用轴向有弹性的从动盘可保证结合平顺。 3.2压紧弹簧和布置形式的选择：拉式膜片弹簧离合器 膜片弹簧是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧，主要由碟簧部分和分离指部分组成。 1. 膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，有如下优点： 1) 具有较理想的非线性弹性特性。 2) 兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用。 3) 高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。 4) 以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。 5) 通风散热良好，使用寿命长。 6) 膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。 2. 与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更小等。 3.3膜片弹簧的支撑形式 图3-1为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杀中的支承环上。 图3-1

载货汽车汽车动力总成匹配及总体设计

长春大学 课程设计说明书 题目名称载货汽车动力总成匹配与总体设计 院（系）机械与车辆工程学院 课程名称汽车设计 班级车辆10401班 学生姓名赵阳 指导教师王静 起止日期2013.12.16~2013.12.27

设计要求及参数 设计要求： 设计一辆用于长途城际运输，最大总质量不超过31t，额定载重为16t，最高车速为100km/h的重型载货汽车（售价不高于对标竞争车型）。 设计参数 整车尺寸（长*宽*高）11976mm*2395mm*3750mm 轴数/轴距4/（1950+4550+1350）mm 额定载质量16000kg 整备质量12000kg 公路行驶最高车速100km/h 最大爬坡度≥30％

第1章 整车主要目标参数的初步确定 1.1 发动机的选择 1.1.1 发动机的最大功率及转速的确定 汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。参考该题目中的参 数，按要求设计的载货汽车最高车速是u a =100km/h ，那么发动机的最大功率应该 大于或等于以该车速行驶时，滚动阻力功率与空气阻力功率之和，即 )76140 3600(1max 3max max a D a T e u A C u gf m P +≥η （1-1） 式中，Pemax 是发动机的最大功率（KW ）；ηT 是传动系效率（包括变速器、辅 助变速器传动轴万向节、主减速器的传动效率），ηT =95%*95%*98%*96%=84.9%， 传动系各部件的传动效率参考了机械工业出版社的《汽车设计课程设计指导书》 表1-1得；Ma 是汽车总质量，Ma=28000kg ；g 是重力加速度，g=9.8m/s 2 ；f 是滚 动阻力系数，由试验测得，在车速不大于100km/h 的情况下可认为是常数。取 f=0.008，参考《汽车设计课程设计指导书》表1-2得；C D 是空气阻力系数，一 般中重型货车可取0.8～1.0，这里取C D =0.9；A 是迎风面积（㎡），取前轮距B1* 总高H ，A=2.395×3.75㎡。 221.875.3395.29.0m m A C D =??= 故 KW KW P 2.19710076140 75.3395.29.010********.08.928000849.013emax =???+???≥ ）（ 也可以利用比功率的统计值来确定发动机的功率值。 如选取功率为197.2KW 的发动机，则比功率为 t /043.7t /28000 2.1971000m 1000a emax KW KW P =?=

离合器设计说明书

中华人民共和国教育部 X X X X X大学 课程设计说明书 设计题目：拉式膜片弹簧离合器设计学生： 指导教师： 学院： 专业：

拉式膜片弹簧离合器设计 摘要 离合器的主要功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，设计的离合器应在任何行驶条件下，都能可靠地传递发动机所在工况的最大转矩，有适当的转矩储备并且防止传动系过载。本设计在参考了多种离合器结构形式的基础上，具体设计了一个拉式膜片弹簧离合器。 关键词：拉式；膜片弹簧离合器；结构设计

目录 1 离合器主要参数的选择 (1) 2 离合器基本参数的优化 (1) 2.1 设计变量 (1) 2.2 目标函数 (1) 2.3 约束条件 (2) 3 膜片弹簧的设计 (3) 3.1 膜片弹簧的基本参数的选择 (3) 3.2 膜片弹簧的弹性特性曲线 (4) 3.3 强度校核 (4) 4 扭转减振器的设计 (4) 4.1 扭转减振器主要参数 (4) 4.2 减振弹簧的计算 (6) 5 从动盘总成的设计 (8) 5.1 从动盘毂 (8) 5.2 从动片 (8) 5.3 波形片和减振弹簧 (8) 6 压盘设计 (8) 6.1 离合器盖 (8) 6.2 压盘 (8) 6.3分离轴承 (8) 7 小结 (10) 参考文献 (11)

1 离合器主要参数的选择 1.1 初选摩擦片外径D 、内径d 、厚度b 根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）式3.2.1，有D =A T e max 100 ，对于小轿车 A=47，得D=100 32847 264.173= 根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）表3.2.1可知，取D=325mm ，d=172mm ，b=3.5mm 1.2 后备系数β 由于所设计的离合器为膜片弹簧离合器，在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小（开始时还有些增加），再加上小轿车的后备功率比较大，使用条件较好，宜取较小值，故取β＝1.25。 1.3 单位压力0P 根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）3.2.3节可知，对于小轿车 当D ≥230mm 时,则0P ＝1.18/D Mpa ； 当D< 230mm 时，则0P ＝0.25Mpa ； 所以由于D ＝325mm,取0P ＝0.165Mpa ； 故根据《汽车设计》（王望予编著，机械工业出版社出版）表2－2，摩擦片材料选择石棉基材料。则取0P ＝0.2Mpa 1.4 摩擦因数f 、离合器间隙Δt 故根据《汽车设计》（王望予编著，机械工业出版社出版）表2－4摩擦因数f=0.3 离合器间隙Δt=3mm 选用单片从动片所以摩擦面数取 Z=2 2 离合器基本参数的优化 2.1 设计变量 后备系数β取决于离合器工作压力F 和离合器的主要尺寸参数D 和d 。单位压力P 也取决于离合器工作压力F 和离合器的主要尺寸参数D 和d 。因此，离合器基本参数的优化设计变量选为： T T FDd x x x X ] [] [321== 2.2 目标函数 离合器基本参数优化设计追求的目标，是在保证离合器性能要求的条件下使

《汽车离合器设计》word文档

一、离合器设计的目的及离合器概述 了解轿车离合器的构造，掌握轿车离合器的工作原理。了解从动盘总成的结构，掌握从动盘总成的设计方法，了解压盘和膜片弹簧的结构，掌握压盘和膜片弹簧的设计方法，通过对以上几方面的了解，从而熟悉轿车离合器的工作原理。学会如何查找文献资料、相关书籍，培养学生动手设计项目、自学的能力，掌握单独设计课题和项目的方法，设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的轿车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。通过这次课程设计，使学生充分地认识到设计一个工程项目所需经历的步骤，以及身为一个工程技术人员所需具备的素质和所应当完成的工作，为即将进入社会提供了一个良好的学习机会，对于由学生向工程技术人员转变有着重大的实际意义。 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。 1.1离合器设计的基本要求 1)在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又 能防止过载。 2)接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。 3)分离时要迅速、彻底。 4)从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步 器的磨损。 5)应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿命。 6)操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。 7)具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。 1.2技术参数及论文要求

轻型货车离合器设计word文档

前言 本设计说明书是在自己大学四年所学专业的基础上，参阅国内外有关离合器设计方面的主要书籍和资料，并结合四年所学专业知识和课程设计经验编写而成的，其内容和深度还有待进一步提高。 汽车离合器看似结构简单、工作原理浅薄，但是其结构的发展却经历了上百年的历史，融合了几代人的智慧和心血才达到现今的地步。其设计理论也从传统的机械、力学领域深入到了热、点、材料、控制等众多科学领域。今天技术已经发展到了电子化、信息化，离合器的发展也面临着用新的技术进行改造和提高。 汽车诞生100多年来,人们一直在研究汽车离合器技术,希望汽车运行更加快捷、舒适、安全、可靠。对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系统中作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。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。离合器的主动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用，或是用液体作为传动介质（液力偶合器），或是用磁力传动（电磁离合器）来传递转矩，使两者之间可以暂时分离，又可逐渐接合，在传动过程中又允许两部分相互转动。目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器（简称为摩擦离合器）。发动机发出的转矩，通过飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用，传给从动盘。当驾驶员踩下离合器踏板时，通过机件的传递，使膜片弹簧大端带动压盘后移，此时从动部分与主动部分分离。摩擦离合器应能满足以下基本要求：(1)保证能传递发动机发出的最大转矩，并且还有一定的传递转矩余力。（2)能作到分离时，彻底分离，接合时柔和，并具有良好的散热能力。(3)从动部分的转动惯量尽量小一些。这样，在分离离合器换档时，与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化，从而减轻齿轮间冲击。(4)具有缓和转动方向冲击，衰减该方向振动的能力，且噪音小。(5)压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小，工作稳 定。 (6)操纵省力，维修保养方便 汽车作为现代社会重要的交通工具，它由许多部件构成，即由所谓“总成”组成，汽车离合器总成就是其中一个重要的总成。离合器安装在发动机与变速器之间，用来分离或接合前后两者之间动力联系,其功用是：（1）保证汽车平稳起步；(2)保证传动系统换档时工作平稳；（3）防止传动系过载。因此汽车要正常行驶，特别是手动档的汽车都离不开离合器这一重要的总成。目前，与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦式离合器，以往绝大多数均采用周置螺旋弹簧离合器，但是随着汽车科技

离合器操纵机构布置指南

整车技术部设计指南111 第 12 章离合操纵机构设计布置指南 12.1 离合操纵机构概述： 离合器操纵机构是离合器系统的重要组成部分，是驾驶人员借以使离合分离、接合 的一套装置，它起始于离合器踏板，终止于离合器分离轴承。 离合器操纵结构的型式主要有机械式和液压式。机械式操纵机构有杆系传动机构和 绳索式传动机构两种型式。机械式操纵拉索寿命较短，拉伸刚度较小，但成本低、结构 简单、故障少，缺点是机械效率低。液压式特点是摩擦阻力小、质量小、布置方便、结 合柔和。 12.1.1 机械式操纵机构 机械式操纵机构有杆系传动机构和绳索式传动机构两种型式，针对我公司的车型， 这里只介绍绳索式传动机构及其布置校核。 1)绳索式传动机构简介 绳索式传动机构结构简单、成本较低，不占用发动机仓内的有效空间，便于采用吊 挂式踏板，有利于车内密封。但受自身工作曲率要求，布置上要求较高，且传动效率随 使用时间增长会逐渐变低。这种结构一般应用在普通型轿车和微型汽车上。发动机排量 在 1.6L以下、离合器从动盘直径在200mm以下的汽车，一般采用这种结构。绳索式传 动机构分手动调整式和自动调整式。 2)绳索式传动机构组成 绳索式传动机构

整车技术部设计指南112 在设计绳索式操纵机构时，要防止钢丝绳索与绳索护套内壁的干摩擦，一般在钢丝 绳索表面及绳索护套内壁挂有一层注塑膜，以使操纵轻便，消除噪声。 12.1.2 液压式操纵机构 1) 液压式操纵机构简介 液压式操纵机构是目前最广泛的一种操纵型式，其摩擦阻力小，传递效率高，随动 性好。车身、车架变形时，不影响操纵机构的正常工作，占用空间位置小，便于布置， 可采用吊挂式离合器踏板，便于室内密封，改善驾驶员的工作条件。此外液压式操纵机 构的结构较为简单，离合器主缸、工作缸的结构也不复杂，容易实现离合器的自动调节。 在中高级轿车、旅行客车和轻型车上得到广泛的应用。如我公司的 B11、A15、T11、A21 均为液压式操纵机构。 2) 液压式操纵机构组成 图2 离合器操纵机构简图

轻型货车离合器设计说明书

汽车设计 第二章离合器设计 设计参数 车型：轻型货车 整车质量（Kg）：3830 发动机最大扭矩/转速（N·m/rpm）:220/2100 最大功率/转速（Kw/rpm）:67/3000 车轮滚动半径：（mm）：340 一、离合器的设计目的及原理概述 1.1离合器的设计目的 了解轿车离合器的构造，掌握轿车离合器的工作原理。了解从动盘总成的结构，掌握从动盘总成的设计方法，了解压盘和膜片弹簧的结构，掌握压盘和膜片弹簧的设计方法，通过对以上几方面的了解，从而熟悉轿车离合器的工作原理。 学会如何查找文献资料、相关书籍，培养自己的动手设计项目、自学的能力，掌握单独设计课题和项目的方法，设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的轿车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。 1.2离合器的工作原理 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。 1.3离合器的设计要求 1)在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储 备，又能防止过载。 2)接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。 3)分离时要迅速、彻底。 4)从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减 小同步器的磨损。 5)应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿 命。 6)操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。 7)具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。 二、离合器的结构方案分析 2.1车型、技术参数 车型：轻型载货汽车 整车质量（Kg）：3830 发动机最大扭矩/转速（N·m/rpm）:220/2100 最大功率/转速（Kw/rpm）:67/3000 车轮滚动半径：（mm）：340 2.2从动盘数的选择 对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩一般不大，离合器通常只设一片从动盘。 2.3压紧弹簧和布置形式的选择 离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式

离合器设计说明书

工学院 课程设计 离合器设计 （设计题目） 1310111006俊男 （学生） 专业名称：车辆工程 课程名称：汽车设计 指导教师 (职称)：飞豹（副教授） 完成日期： 2014 年6月25日 2014年6月

摘要 离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。 本文通过对轿车整车参数的分析，并在拆装轿车膜片弹簧离合器及对其进行结构分析的基础上，对轿车离合器进行重新设计，使得轿车离合器设计更合理。首先对轿车离合器的结构型式进行合理选择，主要是对从动盘数及干湿式的选择、压紧弹簧的结构型式及布置和从动盘的结构型式选择，并利用CAXA电子图板软件绘制轿车膜片弹簧离合器装配图；再进行离合器的基本结构尺寸和参数的选择及计算；最后进行离合器零件的结构选型及设计计算，主要是对从动盘总成设计，压盘、传力片的设计校核，膜片弹簧主要参数的选择、设计和强度校核，并绘制离合器零件图。 关键词：轿车离合器膜片弹簧设计校核

Abstract Clutch is the assembly which is directly connected with engine in the automobile power train. And its main function is to cut off or implement the power transmission in the power train. It ensured the engine and the power train perfectly smooth join together when the automobile starting up and insure the automobile smooth starting up. The clutch is disconnected the engine and the power train when the automobile stage changeover. It reduced the impact between the shift gears of the transmission. When the transmission worked by the great dynamic load, the clutch can limit the breakdown torque of the power train, to prevent the accessory of the power train damage due to overload. It effectively reduced the vibration and noise of the power train. In this paper, based on the analysis of the car parameters, on the basis of dismantle and install diaphragm spring clutch of sedans and its structural analysis to redesign the sedan clutch for it makes the design of the car clutch more reasonable. First, we should be choose the structure of the car clutch reasonable. It is mainly choose the structure of the driven disk that wet or dry, the structure of pinched spring and the layout. And I make use of CAXA electronic drawing board software draw the assembly drawing of the cars Diaphragm spring clutch. Than I make sure the choice and design calculation of the clutch structure size and the basic parameters. Finally, I carry on the structure type slection of clutch parts and the design calculation. It is mainly design and checking the driven disk assembly, platen and patch of force. And I make sure diaphragm spring main parameters of the selection, design, strength check and draw the clutch detail drawing. Keywords：Car clutch; Diaphragm spring; Design; Checking

汽车设计离合器课程设计

汽车设计课程设计离合器设计说明书

目录 一、离合器设计的目的及相关概述 (1) 1.1 离合器基本功用 (1) 1.2 离合器相关结构的介绍 (1) 1.3 离合器的设计要求 (2) 1.4拉式膜片弹簧的优点 (3) 二、离合器摩擦片参数的确定 (3) 2.1摩擦片相关参数确定之前的数据准备 (3) 2.1.1后背系数确定 (3) 2.1.2单位压力的确定 (4) 2.1.3摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙 (4) 2.2 摩擦片参数的选择 (5) 2.2.1初选摩擦片参数外径D、内径d和厚度b (5) 2.2.2 离合器传递最大转矩 (6) 2.3摩擦片参数的校核 (6) 2.3.1 摩擦片最大圆周速度的校核 (6) 2.3.1 单位滑磨功的校核 (6) 三、膜片弹簧的设计 (6) 3.1 膜片弹簧参数的设计 (7) 3.2 膜片弹簧参数的校核 (9) 四、主要零部件的设计 (10) 4.1 扭转减震器的设计 (10)

4.2 扭转用弹簧的设计 (12) 4.3 从动盘毂的设计 (14) 4.4 离合器盖结构的设计 (15) 4.5 压盘的设计 (14) 4.5.1 设计要求 (15) 4.5.2 压盘几何尺寸及材料的确定 (15) 4.5.3 压盘的校核 (16) 4.6 支撑环 (16) 五、操纵机构 (16) 5.1 操纵机构的简介 (16) 5.2离合器踏板行程计算 (18) 5.3 踏板力计算 (13) 六、设计小结 (19) 七、参考文献 (21) 附录 (22)

一、离合器设计的目的及相关概述 了解乘用车离合器的构造，掌握离合器的工作原理，了解从动盘总成的结构，掌握从动盘总成的设计方法，了解压盘和膜片弹簧的结构，掌握压盘和膜片弹簧的设计方法，通过对以上几方面的了解，从而熟悉轿车离合器的工作原理，同时，学会如何查找文献资料、相关书籍，培养学生动手设计项目，掌握单独设计课题和项目的方法，从而设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性，结构简单，便于维护的乘用车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作设计打下良好的基础，通过这次课程设计，使学生充分认识到设计工程所需要的步骤，以及自身所应具备的专业素质，未进入社会提供良好的学习机会，对与由学生向工程技术人员转变具有重要的现实意义。 1.1离合器基本功用 离合器通常安装在发动机和变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。 1）在汽车起步时，通过离合器主、从动部分的滑磨而使它们的转速逐渐接近，以确保汽车起步平稳。 2) 当变速器换挡时，通过离合器主、从动部分的迅速分离来切断动力的传递，以减轻齿轮的冲击，保证换挡时工作平稳。 3) 当离合器转矩超过其所能传递的最大转矩时，其主、从动部分之间将产生滑磨，以防止传动系统过载。 1.2 离合器相关结构的介绍 膜片弹簧离合器总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。

车辆工程毕业设计222重型载货汽车离合器设计

毕业设计 题目名称重型载货汽车离合器设计题目类别毕业设计 学院（系）机械系 专业班级 学生姓名 指导教师 辅导教师 时间

一、概述 离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，以保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。 为了保证离合器具有良好的工作性能，对汽车离合器设计提出如下基本要求： 1)在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备。 2)接合时要平顺柔和，以保证汽车起步时没有抖动和冲击。 3)分离时要迅速、彻底。 4)离合器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)应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)应使传动系避免扭转共振，并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力。 7)操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。 8)作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小，以保 9)应有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、寿命长。 10)结构应简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。 摩擦离合器主要由主动部分(发动机飞轮、离合器盖和压盘等)、从动部分(从动盘)、压紧机构(压紧弹簧)和操纵机构(分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等)四部分组成。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构，操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。 随着汽车发动机转速和功率的不断提高、汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和使用寿命，适应高转速，增加传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。 本次设计的原始数据为： 1）发动机的最大功率 P=1500 r/min 2）发动机的最大扭矩T=1086 N.m 3）摩擦片外径D?420 mm 设计方向： 双盘式摩擦离合器