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1、第1章 绪 论1.1选题题的目的的 本本次设计计，我力力争把离离合器设设计系统统化，为为离合器器设计者者提供一一定的参参考价值值。抛弃弃传统的的推式膜膜片弹簧簧离合器器，设计计新式的的拉式膜膜片弹簧簧离合器器是本次次设计的的主要特特点。1.2离合合器发展展历史近年来各国国政府都都从资金金、技术术方面大大力发展展汽车工工业，使使其发展展速度明明显比其其它工业业要快的的多，因因此汽车车工业迅迅速成为为一个国国家工业业发展水水平的标标志。对于内燃机机汽车来来说，离离合器在在机械传传动系中中作为一一个独立立的总成成而存在在，它是是汽车传传动系中中直接与与发动机机相连接接听总成成。目前前，各种种汽车广广
2、泛采用用的摩擦擦式离合合器主要要依靠主主、从动动部分之之间的摩摩擦来传传递动力力且能分分离的装装置。 在早期研研发的离离合器中中，锥形形离合器器最为成成功。现现今所用用的盘片片式离合合器的先先驱是多多片盘式式离合器器，它是是直到19225年以后后才出现现的。20世纪20年代末末，直到到进入30年代时时，只有有工程车车辆、赛赛车和大大功率的的轿车上上才采用用多片离离合器。多多年的实实践经验验和技术术上的改改进使人人们逐渐渐趋向于于首选单单片干式式离合器器1。 近来，人人们对离离合器的的要求越越来越高高，传统统的推式式膜片弹弹簧离合合器结构构正逐步步地向拉拉式膜片片弹簧离离合器结结构发展展，传统统
3、的操纵纵形式的的操纵形形式正向向自动操操纵的形形式发展展。因此此，提高高离合器器的可靠靠性和延延长其使使用寿命命，适应应发动机机的高转转速，增增加离合合器传递递转矩的的能力和和简化操操纵，已已成为离离合器的的发展趋趋势。 随着汽车车发动机机转速、功功率不断断提高和和汽车电电子技术术的高速速发展，人人们对离离合器的的要求越越来越高高。从提提高离合合器工作作性能的的角度出出发，传传统的推推式膜片片弹簧离离合器结结构正逐逐步地向向拉式膜膜片弹簧簧离合器器结构发发展，传传统的操操纵形式式正向自自动操纵纵的形式式发展。因因此，提提高离合合器的可可靠性和和延长其其使用寿寿命，适适应发动动机的高高转速，增增
4、加离合合器传递递转矩的的能力和和简化操操纵，已已成为离离合器的的发展趋趋势。随随着计算算机的发发展，设设计工作作已从手手工转向向电脑，包包括计算算、性能能演示、计计算机绘绘图、制制成后的的故障统统计等等等。1.3离合合器概述述按动力传递递顺序来来说，离离合器应应是传动动系中的的第一个个总成。顾顾名思义义，离合合器是“离”与“合”矛盾的的统一体体。离合合器的工工作，就就是受驾驾驶员操操纵，或或者分离离，或者者接合，以以完成其其本身的的任务。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时中断动力的传递，保证汽车平稳地起步；保证传动系换档时工作平稳；限制传动系所能承受的最大扭矩
5、，防止传动系过载。为使离合器起到以上几个作用，目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器，摩擦离合器所能传递的最大扭矩取决于摩擦面间的工作压紧力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面状况等。即主要取决于离合器基本参数和主要尺寸。膜片弹簧离合器在技术上比较先进，经济性合理，同时其性能良好，使用可靠性高寿命长，结构简单、紧凑，操作轻便，在保证可靠地传递发动机最大扭矩的前提下，有以下优点2： （1）结合合时平顺顺、柔和和，使汽汽车起步步时不震震动、冲冲击；（2）离合合器分离离彻底；（3）从动动部分惯惯量小，以以减轻换换档时齿齿轮副的的冲击；（4）散热热性能好好；（5）高速速回转时时只有可可靠强度度；（6）避免
6、免汽车传传动系共共振，具具有吸收收震动、冲冲击和减减小噪声声能力；（7）操纵纵轻便；（8）工作作性能（最最大摩擦擦力矩和和后备系系数保持持稳定）；（9）使用用寿命长长。1.3.11 离合器器的功用用离合器可使使发动机机与传动动系逐渐渐接合，保保证汽车车平稳起起步。如如前所述述，现代代车用活活塞式发发动机不不能带负负荷启动动，它必必须先在在空负荷荷下启动动，然后后再逐渐渐加载。发发动机启启动后，得得以稳定定运转的的最低转转速约为为30005000r/mmin，而汽汽车则只只能由静静止开始始起步，一一个运转转着的发发动机，要要带一个个静止的的传动系系，是不不能突然然刚性接接合的。因因为如果果是突然
7、然的刚性性连接，就就必然造造成不是是汽车猛猛烈攒动动，就是是发动机机熄火。所所以离合合器可使使发动机机与传动动系逐渐渐地柔和和地接合合在一起起，使发发动机加加给传动动系的扭扭矩逐渐渐变大，至至足以克克服行驶驶阻力时时，汽车车便由静静止开始始缓慢地地平稳起起步了。虽然利用变变速器的的空档，也也可以实实现发动动机与传传动系的的分离。但但变速器器在空档档位置时时，变速速器内的的主动齿齿轮和发发动机还还是连接接的，要要转动发发动机，就就必须和和变速器器内的主主动齿轮轮一起拖拖转，而而变速器器内的齿齿轮浸在在黏度较较大的齿齿轮油中中，拖转转它的阻阻力是很很大的。尤尤其在寒寒冷季节节，如没没有离合合器来分
8、分离发动动机和传传动系，发发动机起起动是很很困难的的。所以以离合器器的第二二个功用用，就是是暂时分分开发动动机和传传动系的的联系，以以便于发发动机起起动。汽车行驶中中变速器器要经常常变换档档位，即即变速器器内的齿齿轮副要要经常脱脱开啮合合和进入入啮合。如如在脱档档时，由由于原来来啮合的的齿面压压力的存存在，可可能使脱脱档困难难，但如如用离合合器暂时时分离传传动系，即即能便利利脱档。同同时在挂挂档时，依依靠驾驶驶员掌握握，使待待啮合的的齿轮副副圆周速速度达到到同步是是较为困困难的，待待啮合齿齿轮副圆圆周速度度的差异异将会造造成挂档档冲击甚甚至挂不不上档，此此时又需需要离合合器暂时时分开传传动系，
9、以以便使与与离合器器主动齿齿轮联结结的质量量减小，这这样即可可以减少少挂挡冲冲击以便便利换档档。离合器所能能传递的的最大扭扭矩是有有一定限限制的，在在汽车紧紧急制动动时，传传动系受受到很大大的惯性性负荷，此此时由于于离合器器自动打打滑，可可避免传传动系零零件超载载损坏，起起保护作作用。1.3.22 现代汽汽车离合合器应满满足的要要求根据离合器器的功用用，它应应满足下下列主要要要求：（1）能在在任何行行驶情况况下，可可靠地传传递发动动机的最最大扭矩矩。为此此，离合合器的摩摩擦力矩矩（）应应大于发发动机最最大扭矩矩（）；（2）接合合平顺、柔柔和。即即要求离离合器所所传递的的扭矩能能缓和地地增加，以
10、以免汽车车起步冲冲撞或抖抖动；（3）分离离迅速、彻彻底。换换档时若若离合器器分离不不彻底，则则飞轮上上的力矩矩继续有有一部份份传入变变速器，会会使换档档困难，引引起齿轮轮的冲击击响声；（4）从动动盘的转转动惯量量小。离离合器分分离时，和和变速器器主动齿齿轮相连连接的质质量就只只有离合合器的从从动盘。减减小从动动盘的转转动惯量量，换档档时的冲冲击即降降低；（5）具有有吸收振振动、噪噪声和冲冲击的能能力；（6）散热热良好，以以免摩擦擦零件因因温度过过高而烧烧裂或因因摩擦系系数下降降而打滑滑；（7）操纵纵轻便，以以减少驾驾驶员的的疲劳。尤尤其是对对城市行行驶的轿轿车和公公共汽车车，非常常重要；（8）
11、摩擦擦式离合合器，摩摩擦衬面面要耐高高温、耐耐磨损，衬衬面磨损损在一定定范围内内，要能能通过调调整，使使离合器器正常工工作。1.3.33 离合器工工作原理理如图1.11所示，摩摩擦离合合器一般般是有主主动部分分、从动动部分组组成、压压紧机构构和操纵纵机构四四部分组组成。离合器在接接合状态态时，发发动机扭扭矩自曲曲轴传出出，通过过飞轮22和压盘盘借摩擦擦作用传传给从动动盘3，在通通过从动动轴传给给变速器器。当驾驾驶员踩踩下踏板板时，通通过拉杆杆，分离离叉、分离套套筒和分分离轴承承8，将分分离杠杆杆的内端端推向右右方，由由于分离离杠杆的的中间是是以离合合器盖55上的支支柱为支支点，而而外端与与压盘
12、连连接，所所以能克克服压紧紧弹簧的的力量拉拉动压盘盘向左，这这样，从从动盘33两面的的压力消消失，因因而摩擦擦力消失失，发动动机的扭扭矩就不不再传入入变速器器，离合合器处于于分离状状态。当当放开踏踏板，回回位弹簧簧克服各各拉杆接接头和支支承中的的摩擦力力，使踏踏板返回回原位。此此时压紧紧弹簧就就推动压压盘向右右，仍将将从动盘盘3压紧在在飞轮上上2，这样样发动机机的扭矩矩又传入入变速器器。1-轴承 2-飞轮 3-从动盘 4-压盘 5-离合器器盖螺栓栓 6-离合器器盖 7-膜片弹弹簧 8-分离轴轴承 9-轴图1.1 离合器器总成1.3.44 拉式膜膜片弹簧簧离合器器的优点点与推式相比比，拉式式膜片
13、弹弹簧离合合器具有有许多优优点：取取消了中中间支承承各零件件，并不不用支承承环或只只用一个个支承环环，使其其结构更更简单、紧紧凑，零零件数目目更少，质质量更少少；拉式式膜片弹弹簧是中中部与压压盘相压压在同样样压盘尺尺寸的条条件下可可采用直直径较大大的膜片片弹簧，提提高了压压紧力与与传递转转矩的能能力，且且并不增增大踏板板力，在在传递相相同的转转矩时，可可采用尺尺寸较小小的结构构；在接接合或分分离状态态下，离离合器盖盖的变形形量小，刚刚度大，分分离效率率更高；拉式的的杠杆比比大于推推式的杠杠杆比，且且中间支支承减少少了摩擦擦损失，传传动效率率较高，踏踏板操纵纵更轻便便，拉式式的踏板板力比推推式的
14、一一般可减减少约；无论在在接合状状态或分分离状态态，拉式式结构的的膜片弹弹簧大端端与离合合器盖支支承始终终保持接接触，在在支承环环磨损后后不会形形成间隙隙而增大大踏板自自由行程程，不会会产生冲冲击和哭哭声；使使用寿命命更长。1.4 设设计的预预期成果果本次设计，我我将取得得如下成成果：11、设计计说明书书：（1）离合合器各零零件的结结构；（2）离合合器主要要参数的的选择与与优化；（3）膜片片弹簧的的计算与与优化；（4）扭转转减振器器的设计计；（5）离合合器操纵纵机构的的设计计计算。22、图纸纸有：扭扭转减振振器、摩摩擦片、膜膜片弹簧簧、从动动盘、轴轴、压盘盘、离合合器总成成。第2章 离离合器的
15、的结构设设计为了达到计计划书所所给的数数据要求求，设计计时应根根据车型型的类别别、使用用要求、制制造条件件，以及及“系列化化、通用用化、标标准化”的要求求等，合合理选择择离合器器结构。2.1 离离合器结结构选择择与论证证2.1.11 摩摩擦片的的选择 单片离合合器因为为结构简简单，尺尺寸紧凑凑，散热热良好，维维修调整整方便，从从动部分分转动惯惯量小，在在使用时时能保证证分离彻彻底接合合平顺，所所以被广广泛使用用于轿车车和中、小小型货车车，因此此该设计计选择单单片离合合器。摩摩擦片数数为2。2.1.22 压紧弹簧簧布置形形式的选选择离合器压紧紧装置可可分为周周布弹簧簧式、中中央弹簧簧式、斜斜置弹
16、簧簧式、膜膜片弹簧簧式等。其其中膜片片弹簧的的主要特特点是用用一个膜膜片弹簧簧代替螺螺旋弹簧簧和分离离杠杆。膜膜片弹簧簧与其他他几类相相比又有有以下几几个优点点9：（1）由于于膜片弹弹簧有理理想的非非线性特特征,弹簧压压力在摩摩擦片磨磨损范围围内能保保证大致致不变，从从而使离离合器在在使用中中能保持持其传递递转矩的的能力不不变。当当离合器器分离时时，弹簧簧压力不不像圆柱弹弹簧那样样升高，而而是降低低，从而而降低踏踏板力；（2）膜片片弹簧兼兼起压紧紧弹簧和和分离杠杠杆的作作用，使使结构简简单紧凑凑，轴向向尺寸小小，零件件数目少少，质量量小；（3）高速速旋转时时，压紧紧力降低低很少，性性能较稳稳定
17、；而而圆柱弹弹簧压紧紧力明显显下降；（4）由于于膜片弹弹簧大断断面环形形与压盘盘接触，故故其压力力分布均均匀，摩摩擦片磨磨损均匀匀，可提提高使用用寿命；（5）易于于实现良良好的通通风散热热，使用用寿命长长；（6）平衡衡性好；（7）有利利于大批批量生产产，降低低制造成成本。但膜片弹簧簧的制造造工艺较较复杂，对对材料质质量和尺尺寸精度度要求高高，其非非线性特特性在生生产中不不易控制制，开口口处容易易产生裂裂纹，端端部容易易磨损。近近年来，由由于材料料性能的的提高，制制造工艺艺和设计计方法的的逐步完完善，膜膜片弹簧簧的制造造已日趋趋成熟。因因此，我我选用膜膜片弹簧簧式离合合器。2.1.33 压盘盘的
18、驱动动方式在膜片弹簧簧离合器器中，扭扭矩从离离合器盖盖传递到到压盘的的方法有有三种9： （1）凸台台窗孔式式：它是是将压盘盘的背面面凸起部部分嵌入入在离合合器盖上上的窗孔孔内，通通过二者者的配合合，将扭扭矩从离离合器盖盖传到压压盘上，此此方式结结构简单单，应用用较多；缺点：压盘上上凸台在在传动过过程中存存在滑动动摩擦，因因而接触触部分容容易产生生分离不不彻底。（2）径向向传动驱驱动式：这种方方式使用用弹簧刚刚制的径径向片将将离合器器盖和压压盘连接接在一起起，此传传动的方方式较上上一种在在结构上上稍显复复杂一些些，但它它没有相相对滑动动部分，因因而不存存在磨损损，同时时踏板力力也需要要的小一一些
19、，操操纵方便便；另外外，工作作时压盘盘和离合合器盖径径向相对对位置不不发生变变化，因因此离合合器盖等等旋转物物件不会会失去平平衡而产产生异常常振动和和噪声。（3） 径径向传动动片驱动动方式：它用弹弹簧钢制制的传动动片将压压盘与离离合器盖盖连接在在一起，除除传动片片的布置置方向是是沿压盘盘的弦向向布置外外，其他他的结构构特征都都与径向向传动驱驱动方式式相同。经比较较，我选选择径向向传动驱驱动方式式。2.1.44 分离杠杠杆、分离轴轴承分离杠杆的的作用由由膜片弹弹簧承担担，其作作用是通通过分离离轴承克克服离合合器弹簧簧的推力力并推动动压盘移移动，从从而使压压盘与从从动盘和和从动盘盘与飞轮轮相互分分
20、离，截截断动力力的传递递，分离离杠杆要要具有足足够的强强度和刚刚度，以以承受反反复作用用在其上上面的弯弯曲应力力，分离离轴承的的作用是是通过分分离叉的的作用使使分离轴轴承沿变变速器前前端盖导导向套作作轴向移移动，推推动旋转转中的膜膜片弹簧簧中部分分离前端端，使离离合器起起到分离离作用。分分离本次次设计选选用的是是油封轴轴承，它它可以将将润滑脂脂密封在在轴承壳壳内，使使用中不不需要增增加润滑滑，相比比供油式式轴承则则需增加加。2.1.55 离合器器的散热热通风试验表明，摩摩擦片的的磨损是是随压盘盘温度的的升高而而增大的的，当压压盘工作作表面超超过CC时摩擦擦片磨损损剧烈增增加，正正常使用用条件的
21、的离合器器盘，工工作表面面的瞬时时温度一一般在C以下下。在特特别频繁繁的使用用下，压压盘表面面的瞬时时温度有有可能达达到。过过高的温温度能使使压盘受受压变形形产生裂裂纹和碎碎裂。为为使摩擦擦表面温温度不致致过高，除除要求压压盘有足足够大的的质量以以保证足足够的热热容量外外，还要要求散热热通风好好。改善善离合器器散热通通风结构构的措施施有：在在压盘上上设散热热筋，或或鼓风筋筋；在离离合器中中间压盘盘内铸通通风槽；将离合合器盖和和压杆制制成特殊殊的叶轮轮形状，用用以鼓风风；在离离合器外外壳内装装导流罩罩。膜片片弹簧式式离合器器本身构构造能良良好实现现通风散散热效果果，故不不需作另另外设置置。 2.1.66 从动盘盘总成