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1、 目录1 概述11.1组成11.2功用11.3 设计基本要求12 结构方案选择32.1从动盘数的选择32.2压紧弹簧和布置形式的选择：拉式膜片弹簧离合器32.3 压盘的驱动方式：弹性传动片式43 主要参数选择43.1后备系数初值53.2 单位压力初值P063.3 离合器摩擦片外径D、内径d和厚度b63.4 摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙t84 离合器基本参数的优化94.1 离合器摩擦片外径D94.2 摩擦片的内、外径比c94.3 后备系数94.4 摩擦片的内径d94.5单位摩擦面积传递的转矩Tco94.6离合器单位摩擦面积滑磨功105 离合器盖总成设计115.1 膜片弹簧的设计115.1.
2、1 膜片弹簧基本参数的选择115.1.2膜片弹簧基本参数约束条件的检验125.1.3 膜片弹簧材料及制造工艺125.2 压盘设计135.3 离合器盖设计146 从动盘总成设计156.1 扭转减振器设计156.1.1 扭转减振器的功用156.1.2减振器的结构设计156.2 从动盘毂的设计166.2.1 从动盘总成的结构型式的选择186.2.2 从动片结构型式的选择186.3 离合器的操纵机构选择186.3.1 对离合器操纵机构的要求186.3.2 离合器操纵机构的型式及确定19总结20参考文献21 1 概述 我国的车辆工业与世界其他先进国家相比，还是比较落后的，虽然已经从国外引进了许多新的产品
3、和新的技术，但是要全面掌握核心的技术还是有很长的差距的。本次的设计主要是以当前比较常见的小轿车的汽车技术参数作为依据的，对其进行了膜片弹簧离合器的设计。希望能够使自己对离合器的自主开发能力及产品设计水平得到一定的提高。现在生产的汽车摩擦离合器，在设计中是根据车型的类别，使用的要求，以及与发动机的匹配要求，制造条件及标准化、通用化、系列化等一系列的要求，合理地设计离合器总成的结构就显的尤为重要了。本文主要研究了离合器的结构知识、设计理念及方法等。并且对离合器及其操纵机构的主要零件进行了详细的设计与计算，其中重点研究了膜片弹簧、扭转减振器和摩擦片的设计方法、思路、理论。对结构元件分析、主要参数及零
4、件载荷的确定、强度计算方法都有详细的介绍。这次的设计，主要是对原有离合器的设计提出优化和修改的建议，对其以后的设计过程起到了参考的作用。希望通过这次的设计，能达到优化改进原有离合器，提高该型汽车使用性，舒适性，并提高了汽车的工作效率的目的。1.1组成对于用内燃机来驱动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，它是在汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。目前，各种汽车广泛采用的都是摩擦离合器，摩擦离合器是一种依靠的是主动部分和从动部分之间的摩擦来传递动力的且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构和操作机构等四个部分。1.2功用离合器的主要功用是:（1）确保汽车平稳
5、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；（2）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；（3）有效地降低传动系中的振动和噪声；（4）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。1.3 设计基本要求通过课程设计，能够对汽车离合器结构，从动盘总成，压盘和离合器盖总成和膜片弹簧设计的更深入的了解。首先，通过互联网提供和查阅文献资料，以了解自动离合器的组成和功能的基本原则，通过分析，流量分析和模式分析，整体的概念，开发模型访问。为了保证汽车离合器设计的良好表现，要使离合器要满足以下的基本
6、要求（1）不管在什么行驶的条件下均能可靠安全地传输发动机的最大转矩，并且要能够有适当的转矩的储备；（2）接合的时候要平顺柔和，能够保证汽车的开始起步时不会出现汽车的抖动和汽车冲击的现象；（3）离合器分离的时候要彻底，迅速；（4）汽车离合器从动部分的转动惯量要求要小，用来减轻汽车换挡的时候变速器齿轮间的冲击现象，这样更有利于换挡及减小同步器的磨损现象；（5）应该要有足够多的吸收热量能力和比较好的通风及散热的效果，用来保证工作时的温度不会过高，以延长其使用的寿命；（6）应该使传动系避免扭转共振，并且要具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力；（7）操纵机构要求要轻松方便、准确，以更好的减轻开车人员的
7、疲劳现象； （8）作用在从动盘上的压紧力及摩擦材料的摩擦因数在使用的过程中发生变化的现象要尽可能的小些，用来保证具有比较稳定的工作的性能；（9）应该要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）结构应该要求简单、紧凑、质量小，制造的工艺性要好，拆装、维修、调整的时候要求要方便等。2 结构方案选择2.1从动盘数的选择选单片从动盘离合器，Z=2。2.2压紧弹簧和布置形式的选择：拉式膜片弹簧离合器周置弹簧由于受到了离心力的作用而产生了向外的弯曲，从而使弹簧压紧力有所下降了，离合器传递扭矩的能力也降低了，另外还有，弹簧压到它的定位面上，造成了接触部位严重的磨损，会出现弹簧断裂的现象
8、。 图2-1 两种膜片弹簧离合器膜片弹簧的离合器与其他形式的离合器相比较，有如下的几个优点：（1）膜片弹簧具有理想的非线性的弹性特性一直保持摩擦板不变的允许磨损内的弹簧压力，以便工作，以便离合器扭矩以维持基本恒定的传输;相反螺旋弹簧下降的压力强时，离合器弹簧的压力减少，从而减少了踏板的作用力。为螺旋弹簧，压力大大增加。（2）膜片弹簧要求要兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构要简单、紧凑，轴向的尺寸小，零件的数目少，质量小。（3）在高速旋转的时候，要求弹簧压紧力降低得少，性能比较稳定；而圆柱螺栓弹簧压紧力则明显下降。（4）膜片弹簧是以整个圆周与压盘相接触的，所以使压力分布得比较均匀，摩擦片接触良好
9、，磨损比较均匀。（5）容易实现良好的通风散热的效果，使用的寿命还长。（6）膜片弹簧中心与离合器中心线相重合，平衡性比较好。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，质量更少；拉式膜片弹簧是中部与压盘相压在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构；在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率更高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承减少了摩擦损失，传动效率较高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一
10、般可减少约；无论在接合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和哭声；使用寿命更长。2.3 压盘的驱动方式：弹性传动片式压盘的驱动方式采用弹性传动片传动，使离合器在分离形态时，压盘得以复位。 3 主要参数选择 高尔夫摩擦离合器是主要靠存在于主动部分和从动部分之间摩擦表面间的摩擦力矩来传递发动机的转矩的。汽车离合器的静摩擦力矩为： Tc=fFZRc （3-1） 式中，f为摩擦面间的静摩擦因数，计算式一般取0.25-0.30；F为压盘施加在摩擦面上的工作压力；为摩擦片的平均摩擦半径；Z为摩擦面数，单片离合器的Z=2
11、，双片离合器的Z=4。为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时应大于发动机最大转矩，即 Tc=Temax （3-2）式中，为发动机最大转矩；为离合器的后备系数，定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机的最大的转矩之间的比，必须大于13.1后备系数初值 后备系数是离合器在设计时的一个主要的参数，它能够反映出离合器在传递发动机最大转矩时候的可靠程度。在选择时，充分的考虑到摩擦片在使用过程中因为磨损后还能够可靠稳定地传递发动机的最大转矩、防止离合器滑磨的时间太长、防止传动系统的过载和操纵轻松方便等因素。因此，在选择时应考虑以下几点：(1)为了能够可靠的传递发动机的最大转矩
12、，不应该选取太小；(2)为了减少传动系的过载，保证操纵的轻便性，又不应该选取太大；(3)当发动机的后备功率较大时、使用条件较好的时候，可选取得小些；(4)当使用的条件恶劣的时候，为提高起步的能力、减少离合器的滑磨，应选取得大一些；(5)汽车的总质量越大，也应选得越大；(6)柴油机工作的时候比较粗暴，转矩比较不平稳，选取的值应比汽油机大些；(7)发动机的缸数越多，转矩波动越小，可选取得小些；(8)膜片弹簧离合器选取的值可以比螺旋弹簧离合器选取得小些；(9)双片离合器的值应该要大于单片离合器。各类的汽车离合器的取值范围见表3-1。表3-1 离合器后备系数的取值范围车型后备系数乘用车及最大质量小于6
13、t的商用车1.20-1.75最大总质量为6-14t的商用车1.50-2.25挂车1.80-4.00本次课程设计的对象是大众的高尔夫，它是属于乘用车的，故本次课程设计的后备系数的取值范围为1.20-1.75，初次的选取=1.33.2 单位压力初值P0压力对表面耐磨性的确定单元，和离合器的性能及使用寿命大大降低，因此选择离合器的工作条件时，应考虑保留的大小，使发动机的摩擦，材料，尺寸，质量和数量的备用部门，以及其他因素。离合器使用频繁时，当发动机的后备系数比较小的时候， P0应取得小一些；如果摩擦片的外径比较大时候，为了能够降低摩擦片外缘处的热负荷， P0应取得小一些；如果后备系数比较大的时时，可
14、适当的增大P0 。当摩擦片采用不同材料的时候，P0取值范围见表3-2。 表3-2 摩擦片单位的压力P0的取值范围摩擦片的材料单位的压力P0/MPa石棉基材料模压0.15-0.25编织0.25-0.35粉末的冶金材料铜基0.35-0.50铁基金属的陶瓷材料0.70-1.50本次设计摩擦片为石棉基材料，P0选择：0.10P01.50MPa, 初次的选取为P0=0.25MPa。3.3 离合器摩擦片外径D、内径d和厚度b摩擦片的外径是离合器设计的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有着决定性的影响。如果离合器的结构形式和摩擦片材料已经选好的时候，汽车发动机的最大转矩为已知的时候，恰当的选取后
15、备系数和单位的压力P0，能够初步的估算出摩擦片的外径，即： （3-3）摩擦片的外径D（mm）也可以由发动机最大的转矩（Nm）按如下的经验公式选用： （3-4）式中，为直径的系数，取值范围见表3-3。表3-3 直径系数的取值范围车型直径系数KD乘用车14.6最大总质量为1.8-14.0t的商用车16.0-18.5（单片离合器）13.5-15.0（双片离合器）最大总质量大于14.0t的商用车22.5-24.0本次设计的对象是属于乘用车的，所以选取=14.6，由车型的分析可以知道该车型的发动机的最大扭矩：107Nm/3200rpm。然而可算出摩擦片的外径D=151.02mm。按初步的选定以后，还需尽
16、量注意摩擦片尺寸的系列化和标准化，应该要符合尺寸系列标准汽车用离合器面片，表3-4为我国摩擦片尺寸的标准。表3-4 离合器摩擦片尺寸系列和参数外径160180200225250280300325350内径110125140150155165175190195厚度3.23.53.53.53.53.53.53.540.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.5850.5570.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827单位面积106132160221302402466546678所以，可以选取摩擦片的尺寸为D=225mm，d
17、=150mm,厚度b=3.5mm,c=0.667，单位面积=221。3.4 摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙t摩擦片的摩擦因数f取决于摩擦片所用的材料及其工作温度、单位压力和滑磨速度等因素。各种摩擦材料的摩擦因数f的取值范围见表3-5表3-5 摩擦材料的摩擦因数f的取值范围摩擦材料摩擦因数f石棉基材料模压0.20-0.25编织0.25-0.35粉末冶金材料铜基0.25-0.35铁基0.35-0.50金属陶瓷材料0.4取f=0.30。在前面的设计分析中已经陈述了本次设计选用的单片推式膜片弹簧离合器，故Z=2。离合器间隙t是指离合器处于正常接合状态、分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦
18、片正常磨损过程中离合器仍能完成接合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有的间隙。取t=3mm。4 离合器基本参数的优化4.1 离合器摩擦片外径D摩擦片尺寸应符合尺寸系列标准GB5764-86汽车用离合器面盖片，所选的D应使摩擦片最大圆周速度不超过6570ms，以免摩擦片发生飞离。 （4-1）最大功率转速为5000r/min满足要求。4.2 摩擦片的内、外径比c摩擦片的内、外径比c应在0.53-0.70范围内，即： 0.530.6670.70 （4-2）由此可见，满足要求。4.3 后备系数为了保证离合器能够可靠地传递发动机的转矩，并能够防止传动系过载，不同的车型的值应该要在某个一定的范围之内，最大的
19、范围是1.2-4.0。根据赛欧的车型情况，已经选取后备系数1.21.34.0 （4-3）满足要求。4.4 摩擦片的内径d为了保证扭转减振器的安装，离合器摩擦片的内径d须要比减振器弹簧位置直径还要大50mm左右，即： （4-4）得：100mm4.5单位摩擦面积传递的转矩Tco为了能够反映离合器传递的转矩并保护过载的能力，单位的摩擦面积传递的转矩应该要小于其许用值，即：=(N/) （4-5） 满足要求4.6离合器单位摩擦面积滑磨功为了减少汽车起步的的时候离合器的滑磨，防止摩擦片表面的温度过高从而发生烧伤现象，离合器每一次接合的单位面积滑磨功应小于其许用值，即 （4-6）式中，单位面积滑磨功()；其
20、许用值()；对于乘用车：=0.4，对于最大总质量小于6.0t的商用车：=0.33，对于最大总质量大于6.0t的商用车：=0.25J/mm2；W为汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功，可根据下式计算 （4-7）式中，汽车总质量；轮胎滚动半径；汽车起步时所用变速器挡位的传动比即一挡传动比3.45；主减速器传动比4.06；发动机转速；计算时乘用车取，商用车取；滚动半径rr为0.280m。整备质量查得1285kg，坐满乘客质量约为1635kg。 算得 W=14314.97J =0.32J/=0.4 J/ 满足要求5 离合器盖总成设计5.1 膜片弹簧的设计5.1.1 膜片弹簧基本参数的选择（1）比值
21、H/h和h的选择比值H/h对膜片弹簧的弹性特性影响极大。当H/h 时， 有一极大值和一极小值；当H/h=2 时， 的极小值落在横坐标上。为保证离合器压紧力变化不打和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧的H/h一般为1.52.0，板厚h为24mm。初取h=3mm, H/h =1.5，H=4.5（2）R/r比值和R、r的选择研究表明，R/r越大，弹簧材料的利用率就越低，弹簧就越硬，弹性特性曲线受直径误差的影响越大，而且应力越高。根据结构的布置和压紧力的要求，R/r一般为1.201.35。为使摩擦片上的压力分布比较均匀，拉式膜片弹簧的r值宜取为大于或者等于摩擦片的平均半径则可以初取r=94mm，R=112
22、mm。（3）的选择膜片弹簧自由状态下圆锥底角与内截高度H关系密切，=arctanH/(R-r)H/(R-r)一般在915范围内。可算得=14.04 满足要求。（4）膜片弹簧工作点位置的选择膜片弹簧工作点位置如图5-1所示，该曲线的拐点H对应着膜片弹簧的压平位置，而且。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H之间，且靠近或在H点处，一般，以保证摩擦片能够在最大磨损的限度范围内的压紧力从到变化不打。当发生分离的时候，膜片弹簧的工作点从B变化到C。为了能够在最大限度的减小踏板力，C点应该要尽量的靠近N点。（5）分离指数目n的选择 分离指数目n常取为18，大尺寸膜片弹簧可取24，小
23、膜片弹簧可取12。 本次设计取n=18。（6）膜片弹簧小端内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。取=25mm，=28mm（7）切槽宽度、及半径的确定=3.23.5mm，=910mm,的取值应满足r-。本次设计取=3.5mm,=10mm，=84mm，满足r-（8）压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定的取值将影响膜片弹簧的刚度。应略大于r且尽量接近r，应略小于R且尽量接近R。本次设计，取=95mm，=110mm。5.1.2膜片弹簧基本参数约束条件的检验(1)弹簧的各部分相关尺寸的比值应该在相应的范围内 （5-1）R/r=1.2;2R/h=
24、74.67;R/ro=4.48满足条件(2)为了能够使摩擦片上的压紧力分布得比较的均匀,推式膜片弹簧压盘的加载点半径应该要位于摩擦片的平均半径与外半径之间。即 （5-2） 符合要求。(3)可根据弹簧结构的布置要求, 与,与,与之差应在一定范围内,即 （5-3） R-R1=2;r1-r=1;rf-ro=3 符合要求。(4)膜片弹簧的分离有着分离杠杆的作用,因此其杠杆比应该要在一定的范围内，先取, （5-4） 符合要求。5.1.3 膜片弹簧材料及制造工艺国产隔膜就像是优质精密不锈钢材料60Si2MnA钢或50CrVA规则。以确保其硬度，几何结构承载特性和表面质量的要求，需要进行一系列的处理。为了增
25、加盘簧的承载能力，以在治疗的膜片弹簧极端压力，也就是沿工作方向分离的状态在完全独立的点继续施加移过量3-8倍隔开一定产生塑性变形，使得膜片弹簧和其使用的制造中的残余应力状态的表面来实现，反之亦然进行加固的目的。通常处理由相同的操作条件下的极压性，在5至30的膜片弹簧的疲劳寿命可能会增加。此外，该隔膜或双喷丸的凹面，即高速弹丸流被喷到膜片弹簧的表面上的塑性变形的表面，从而表面层具有一定厚度的加强的，发挥效应形成加工硬化也可以增加承载能力和耐久性。为了提高分离指的耐磨性，可对其端部进行高频淬火。在膜片弹簧与压盘接触圆形处，为了防止由于拉应力的作用而产生裂纹，可对该处进行挤压处理，以消除应力源。光阑
26、面可以无毛刺，裂纹，划痕，腐蚀等缺陷。硬度板簧部分通常是4550HRC，分离指尖硬度为5562HRC，在同一块上相同的硬度范围的差不超过3个单位以上。板簧部应均匀回火屈氏体和少量山梨醇。深度单个碳层一般不超过厚度的3。内的隔膜，所述外半径公差规则H11和的0.025毫米H11厚度公差为10的锥角公差的始端。上部和1.6微米，小于0.1毫米的一般要求的底表面的平坦膜片弹簧的表面粗糙度的下表面。当隔膜弹簧在接合状态，相互高度差分离指尖通常要求小于0.81.0毫米。5.2 压盘设计对压盘设计的要求：压盘应该要具有较大的质量，以增大热容量，减小温升，防止其产生裂纹和破碎，有时可以设置各种形状的散热筋或
27、鼓风筋，以帮助散热通风。中间压盘可铸出通风槽，也可采用传热系数较大的铝合金压盘。压盘应具有较大的刚度，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离合器的彻底分离，厚度约为1525mm。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1520g.cm。压盘高度（从承压点到摩擦面的距离）公差要小。初步确定压盘厚度为32.5mm，外径235mm，内径145mm。材料为灰铸铁HT300铸成，密度为。C=481.4J/(kg.) （5-5）求得m约为3.18kg，因为压盘有凸台以减小质量。离合器一次结合会瞬间产生热量，用温升来表示。温升不应超过8
28、10。温升越低，可以相应减小压盘厚度，以减小其转动惯量。温升公式为： （5-6）式中：温升（）； W滑磨功（Nm），前面求得该值为14314.97J；分配到压盘上的滑磨功所占的百分比（单片离合器压盘=0.50；双片离合器压盘=0.25；双片离合器中间压盘 =0.50） C压盘的比热，C=481.4J/（kg）（铸铁压盘）：压盘重量（kg）。本设计选取=4.68，即：=8 （5-7）所以压盘设计符合要求。 5.3 离合器盖设计 为了减轻重量和刚度，自动离合器罩普通碳钢板的约3至5毫米（约08钢）冲压成复杂的形状的厚度。设计时特别要注意通风等问题的刚性。离合器盖刚度不够，大变形是产生，它不仅会影响
29、操作系统的传输效率，而且还可能导致分离是不完全的，过早的耐磨内衬，齿轮换档困难。印刷版用印刷版，夹紧杆，弹簧等内置因此应该飞轮保持良好的对准，以免影响到组件的平衡和正常工作。与定位销或螺栓的过程中可被施加到销。膜片离合器盖支助厅应具有高的尺寸精度。改善通气和去除离合器摩擦磨损粉末，以防止摩擦表面温度过高，以确保的前提下的刚性，可以设置循环空气输入和离合器罩的输出，这是还设计有鼓结构的叶片盖。设计要求，离合器盖，离合器罩的直径比离合器板的外径大，可以包含连接部分上的其它部件在其中。6 从动盘总成设计6.1 扭转减振器设计6.1.1 扭转减振器的功用(1)降低了发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度
30、，调谐了传动系扭振固有率；(2)增加了传动系的扭振阻尼，抑制了扭转共振影响振幅，并衰减因冲击而产生的瞬间扭振；(3)控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振，消减变速器怠速噪声和主减速器与变速器的扭振和噪声；(4)缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷，改善离合器的接合平顺性。6.1.2减振器的结构设计(1)极限转矩极限转矩是指减振器在消除了限位销与从动盘毂缺口之间的间隙时所能传递的最大转矩，即限位销起作用时的转矩。它受限于减振弹簧的许用应力等因素，与最大转矩有关，一般可取： （6-1）式中，2.0适用乘用车，1.5适用商用车，本设计为乘用车，选取2.0。代入数据可得，214Nm。(2)
31、扭转角刚度为了能够避免引起传动系统的共振，需要合理的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。决定于减振弹簧的线刚度及结构布置尺寸。可按下列公式初选角刚度： （6-2）可算得，2782Nm/rad，本设计初选=2700Nm/rad。(3) 阻尼摩擦转矩由于减振器扭转刚度受结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，所以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。一般可按下式初选为： （6-3） 本设计取，可算得(4) 预紧力矩减振弹簧安装的时候应该有一定的预紧。这样的话，在传递同样大小的极限转矩时它将降低减振器的刚度，这种现象是有利
32、的，但预紧力的值一般不应该大于摩擦力矩，否则在反向工作的时候，扭转减振器将停止工作。一般选取: （6-4）本设计取10.7Nm。(5) 减振弹簧位置半径减振弹簧位置半径的尺寸应尽可能大一些，一般取： （6-5） 其中d为摩擦片内径，本设计取系数0.6，代入数值，得Ro=45mm，本设计取45mm。(6)减振弹簧个数 参照表6-1选取。表6-1 减振弹簧个数的选取摩擦片外D/mm225250250325325350350Zj466881010本设计D=225mm，故选取Zj=4。(7)减振弹簧总压力F当限位弹簧与从动盘毂之间的间隙被消除时，弹簧传递扭矩达到最大此时，减振弹簧受到的压力F为： （6
33、-6）可算得，F=4755.6N。(8)极限转角减振器从预紧转矩增加到极限转矩的时候从动片相对从动盘毂的最大转角为 （6-7）式中：为减振弹簧的工作变形量。通常取312，本设计取8。减振弹簧常采用60Si2MnA、50CrVA、65Mn等弹簧钢丝。6.2 从动盘毂的设计从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零部件，它是用来装在变速器的输入轴前端的花键上的，一般采用的是齿侧定心的矩形花键，花键轴与孔采用间隙配合。 输出毂的轴向长度不应该太小，以免分散离开分离是不完全的，并且通常是在花键轴的花键轴的滑动的同时直径1.0至1.4倍。该草案需要花键轴直径的1.4倍。输出毂共同使用锻钢（对于45,40Cr等）
34、，表面硬度和芯一般是2632HRC。要完善内部花键孔的表面硬度和耐磨性，可以镶边，窗口和阻尼弹簧驱动件的结合部，应该是高频处理。花键的结构尺寸可根据从动盘外径和发动机转矩按国标GB11441974选取。表6-2 花键轴规格表从动盘外径 D(mm发动机最大扭矩 (NM)花键齿数n花键外径(mm)花键内径(mm)齿厚(mm)有效齿长(mm)18070102621320200110102923420225150103226430250200103528435280280103528440300310104032550325380104032550350480104032555380600104032
35、560410720104536565430800104536565根据发动机最大转矩为Temax=107Nm，选取表5-2 所选从动盘毂花键参数从动盘外径D/mm花键齿数花键外径 D/mm花键内径d/mm齿厚b/mm有效齿长/mm挤压应力22510322643011.5花键尺寸选定后应进行强度校核。由于花键损坏的主要形式是由于表面受挤压过大而破坏，所以花键要进行挤压应力计算。挤压应力计算公式： 挤压= （5-1）式中，P为离合器花键的齿侧面的压力()。它由下式确定：花键的齿侧面压力的计算公式 ，花键的内外径； Z从动盘毂的数目,Z=1；发动机最大转矩；表示的是花键的齿数；表示的是花键齿的工作高
36、度； 表示的是花键有的效长度。则故满足要求。6.2.1 从动盘总成的结构型式的选择离合器从动盘的总成主要是由摩擦片，从动片，减振器和从动盘毂等部分组成的。从动盘对离合器工作性能的影响非常的大，应该需要满足如下的设计要求： (1)转动惯量应该要求尽量小些，以能够减小变速器换挡时轮齿间的冲击。 (2)应该要具有轴向的弹性，使离合器接合时平顺，方便于起步，而且使摩擦面压力分布要均匀，以减小磨损。 (3)应该要装扭转减振器，以更好的避免传动系共振，并且缓和冲击。摩擦面片要采用有机的材料。选用带扭转减振器的从动盘时候，从动片通常是选用1.32.0mm厚的钢板冲压而成的。将其外缘的盘形部分磨薄至0.651
37、.0mm，以能够减小其转动惯量。整体式弹性的从动片一般要用高碳钢（如50）或65Mn钢板，热处理的硬度3848HRC。6.2.2 从动片结构型式的选择在设计驱动板的时候，要尽量减少重量，质量分布应尽量靠近旋转中心，以达到最小的时候使离合器连接顺畅，保证汽车起步时离合器的驱动稳定，一片单片结构通常具有这样的轴向驱动板，三种结构：1、弹性盘单片型；2、分离式弹性从动盘；3、组合式弹性从动片。选择整体式弹性从动片，它能满足达到轴向弹性的要求，生产率高。6.3 离合器的操纵机构选择6.3.1 对离合器操纵机构的要求1）踏板力要尽可能小，乘用车一般在80-150N范围内，商用车不大于150-200N。2
38、）踏板行程一般在80-150mm范围内，最大不应超过180mm。3）应有踏板行程调节装置，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可以复原。4）应有踏板行程限位装置，以防止操纵机构的零件因受力过大而损坏。5）应有足够的刚度。6）传动效率要高。7）发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。8）工作可靠，寿命长，维修保养方便。6.3.2 离合器操纵机构的型式及确定常用的离合器操纵机构主要有机械式、液压式、机械式和液压式操纵机构的助力器气压式和自动操纵机构等。液压式操纵机构传动效率高，质量小，便于采用吊挂踏板、驾驶室容易密封、发动机振动和驾驶室或车架变形不会影响其正常工作，结合柔和等优点。但其要
39、求加工精度高，容易泄漏，成本高。机械式又分为杆系和绳系。杆系操纵机构结构简单，工作可靠。但质量大，传动效率低，发动机的振动和车架或驾驶室的变形会影响其正常工作，在远距离操纵时，布置较困难。绳系可以克服上述缺点，但其寿命短机械效率仍不高。综上所述，本次设计选择机械式的杆系的操纵机构。 总结在这次的课程设计里：由于本人是第一次接触汽车膜片弹簧离合器，所以花了很多时间去收集相关资料与数据和完成基础知识研究及总体结构分析。幸好有老师和同学的细致认真的指导和帮助，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、软件设计一个小轿车汽车膜片弹簧离合器总成
40、，由于时间和能力的限制，本设计对膜片弹簧离合器只作了简单的设计和分析。汽车是重要的交通运输工具，是科学技术发展水平的标志，随着现代生活的节奏越来越快，人们对交通工具的要求也越来越高。汽车作为最普通的交通工具，在日常的生活和工作中起了重要的作用。因此，汽车工业的规模及产品的质量就成为衡量一个国家技术的重要标志之一。膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器，它的转矩容量大而且较稳定，操作轻便，平衡性好，也能大量生产，对于它的研究已经变得越来越重要。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
41、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。通过这次课程设计，我很清楚地意识到理论与实际的差距。就算理论知识学得再好，要在实际中得以运用也不是那么轻松的事。我们必须用更多的实际运用来巩固自己的理论知识，在学习的过程中刻意地与实际运用相结合，只有做到这些，我们才能真正地掌握知识。参考文献1 王望予主编. 汽车设计. 第4版.北京.机械工业出版社，20102 陈家瑞主编. 汽车构造. 第3版.北京.机械工业出版社，20093 余志生主编. 汽车理论. 第5版.北京.机械工业出版社，20104 杨可桢主编. 机械设计基础第五版.北京.高等教育出版社,20095 黄燕主编. 汽车营销礼仪. 环球市场信息导报（理论） 20136 徐石安，江发潮编著.汽车离合器(M).北京:清华大学出版社，20057 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册：基础篇(M).北京：人民交通出版社，20018 刘惟信主编.汽车设计(M).北京：清华大学出版社，2001