长安杰勋汽车膜片弹簧离合器设计

摘 要离合器是汽车传动系中的重要部件，主要功用是是切断发动机对传动系的动力传递，保证汽车平稳起步，保证传动系统换挡时工作平顺以及限制传动系统所承受的最大转矩，防止传动系统过载。此设计说明书详细的说明了膜片弹簧离合器的参数选择以及计算过程。本文根据长安杰勋汽车的性能参数，确定了以推式膜片弹簧离合器作为设计目标。根据推式膜片弹簧离合器工作原理和使用要求，确定了各部分的基本结构及其零部件的制造材料。按照系统化的设计方法确定了离合器的摩擦片外径D、后备系数、单位压力P、摩擦因数f、摩擦面数计了膜片弹簧、从动盘总成、离合器盖总成和分离操纵机构，对压盘进行了温升校核，对摩擦片进行了滑摩功校核。关键字：离合器；膜片弹簧；从动盘；摩擦片；操纵机构is an of is to to a to of on a of of to of as a to to of in of d, ,p, f, of z t, of of 摘要4第2章离合器的基本参数确定10第3章离合器零部件的设计分离轴承的作用半径 0rR 和支承环加载点半径 127第4章离合器操纵机构设计30结论31参考文献32致谢33附录A34附录B36第章绪 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接的总成。目前，各种汽车主要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。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1：1、膜片弹簧具有较理想的非线性弹性特征，工作中能保持传递的转矩大致不变；2、膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆作用，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，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重合，平衡性好。离合器的第一个功用是使发动机与传动系逐渐接合，保证汽车平稳起步。发动机启动后，以最低稳定转速运转，而汽车则只能由静止开始起步，一个运转着的发动机，要带一个静止的传动系，是不能突然刚性接合的。因为如果是突然的刚性连接，就必然造成汽车猛烈攒动，或是发动机熄火。所以离合器可使发动机与传动系逐渐地柔和地接合在一起，使发动机加给传动系的扭矩逐渐变大，至足以克服行驶阻力时，汽车便由静止开始缓慢地平稳起步了。虽然利用变速器的空档，也可以实现发动机与传动系的分离。但变速器在空档位置时，变速器内的主动齿轮和发动机还是连接的，要转动发动机，就必须和变速器内的主动齿轮一起拖转，而变速器内的齿轮浸在黏度较大的齿轮油中，拖转它的阻力是很大的。尤其在寒冷季节，如没有离合器来分离发动机和传动系，发动机起动是很困难的。所以离合器的第二个功用，就是暂时分开发动机和传动系的联系，以便于发动机起动。汽车行驶中变速器要经常变换档位，即变速器内的齿轮副要经常脱开啮合和进入啮合。如在脱档时，由于原来啮合的齿面压力的存在，可能使脱档困难，但如用离合器暂时分离传动系，即能便利脱档。同时在挂档时，依靠驾驶员掌握，使待啮合的齿轮副圆周速度达到同步是较为困难的，待啮合齿轮副圆周速度的差异将会造成挂档冲击甚至挂不上档，此时又需要离合器暂时分开传动系，以便使与离合器主动齿轮联结的质量减小，这样即可以减少挂挡冲击以便利换档。离合器所能传递的最大扭矩是有一定限制的，可避免传动系零件超载损坏，起保护作用。擦离合器一般是有主动部分、从动部分组成、压紧机构和操纵机构四部分组成。离合器在接合状态时，发动机扭矩自曲轴传出，通过飞轮2和压盘4借摩擦作用传给从动盘3，在通过从动轴传给变速器。当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆，分离叉、分离套筒7和分离轴承6，将分离杠杆的内端推向左方，由于分离杠杆的中间是以离合器盖5上的支柱为支点，而外端与压盘连接，所以能克服压紧弹簧的力量拉动压盘向右，这样，从动盘3两面的压力消失，因而摩擦力消失，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处于分离状态。当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此时压紧弹簧就推动压盘向左，仍将从动盘3压紧在飞轮上2，这样发动机的扭矩又传入变速器。1由于我国膜片弹簧离合器技术起步比较晚，故技术还不成熟，存在很多不足之处。与国际的产品相比，国内产品的不足主要表现在技术含量低，产品的研发缺乏前瞻性，标化程度低。通过此次设计了解离合器的构造，掌握离合器的工作原理。熟悉从动盘、压盘、膜片弹簧的设计方法以及优化方法。学会如何查找文献资料，培养自学能力，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的汽车离合器，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。经过为期四个月的毕业设计，使学生充分地认识到设计一个工程项目所需的步骤，以及身为工程技术人员所需具备的素质和应当完成的工作，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要意义。汽车来说，人们要求它有自重轻、行使速度高、加速性能好、可以在各种路面上甚至无路地区行驶及机动灵活等特点。为了满足汽车各种行使的需求，在汽车上要需要有一套复杂的传动系统。现代汽车上最常用的是机械式传动系统，它是由发动机以及离合器、变速器、万向节传动轴、主减速器、差速器和驱动车轮的传动装置（如半轴）等部件组成。其中离合器是作为一个独立的部件而存在的。它在传动系统中起着传递扭矩、分离传动、减振和过载保护多重功用，其品质直接影响汽车的性能，对于使用工况复杂、超载严重的中国汽车更是如此3。在采用离合器的传动系统中，早期离合器的结构形式是锥形摩擦离合器。锥形摩擦离合器传递扭矩的能力，比相同直径的其他结构形式的摩擦离合器要大。但是，其最大的缺点是从动部分的转动惯量太大，引起变速器换挡困难。而且这种离合器在接合时也不够柔和，容易卡住。此后，在油中工作的所谓湿式的多片离合器逐渐取代了锥形摩擦离合器。但是多片湿式摩擦离合器的片与片之间容易被油粘住（尤其是在冷天油液变浓时更容易发生），导致分离不彻底，造成换挡困难。所以它又被干式所取代。多片干式摩擦离合器的主要优点是由于接触面数多，故接合平顺柔和，保证了汽车的平稳起步。但因片数较多，从动部分的转动惯量较大，还是感到换挡不够容易。另外，中间压盘的通风散热不良，易引起过热，加快了摩擦片的磨损甚至烧伤和破裂。如果调整不当还可能引起离合器分离不彻底4。多年的实践经验使人们逐渐趋向于采用单片干式摩擦离合器。它具有从动部分转动惯量小，散热性好，结构简单，调整方便，尺寸紧凑，分离彻底等优点。而且只要在结构上采取一定措施，也能使其接合平顺。因此，它得到了极为广泛的应用。如今，单片干式摩擦离合器在结构设计方面也相当完善：采用具有轴向弹性的从动盘，提高了离合器的接合平顺性；离合器中装有扭转减振器，防止了传动系统的共振，减少了噪音；以及采用了摩擦较小的分离杆机构等。另外，采用了膜片弹簧作为压簧，可同时兼起到分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。膜片弹簧和压盘的环形接触，可保证压盘上的压力均匀。由于膜片弹簧本身的特性，当摩擦片磨损时，弹簧的压力几乎没有改变，且可减轻分离离合器时所需要的踏板力。为了提高离合器的传扭能力，在重型汽车上多采用多片干式离合器。次外，近年来由于多片湿式离合器在技术上的不段改善，在国外的某些重型牵引汽车和自卸车上又开始采用多片湿式离合器，并有不断增加的倾向。与干式离合器相比，由于用油泵进行强制制冷的结果，摩擦表面的温度较低（不超过93）。因此，允许起步时长时间地打滑或用高档起步而不致烧损摩擦片，具有良好的起步能力。近年来随着我国汽车工业的飞速发展，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。如何在高转速大功率下保证离合器的稳定工作成为国内外研究的主要课题。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，传统的操作形式正向自动操作形式发展，传统的离合器作为单一总成也正在向离合器与其它总成复合集成化发展。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作，已成为离合器的发展趋势。、完成膜片弹簧离合器的基本结构尺寸和参数的选择（摩擦片外径D、离合器后备系数和单位压力p）、性能计算和设计；2、从动盘总成设计；3、压盘和离合器盖总成设计；4、离合器装配图；5、离合器操纵机构的设计计算。矩和传动系的传动比来确定。安杰勋汽车基本数据汽车的驱动形式 42汽车满载质量 201012000r/500 械、干式、单片、膜片弹簧操纵形式 液压人力操纵传动比 95/对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。当离合器结构形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩 知，适当选取后备系数和单位压力估算出摩擦片外径。摩擦片外径D（可以根据发动机最大转矩 如下经验公式选用： （中: 直径系数，所选车型得 192Nm， 径系数 取值范围车 型 直径系数 片离合器)片离合器)列化原则，合器摩擦片尺寸系列和参数外径D/60 180 200 225 250 280 300 325 350内径d/10 125 140 150 155 165 175 190 195厚度h/C=d/D 3C 306 132 160 221 302 402 466 546 678应取摩擦片相关标准尺寸：外径D=280径d=165度h=:1、摩擦片外径D（选取应使最大圆周速度 0v 不超过6570m/s