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目 录
摘要.........................................................................................................................Ⅰ
Abstract....................................................................................................................Ⅱ
第1章 绪论.........................................................................................................1
1.1 引言..........................................................................................................1
1.2 离合器研究现状......................................................................................3
1.2.1 国外研究现状...................................................................................3
1.2.2 国内研究现状...................................................................................4
1.3 本设计的目的和意义................................................................................5
1.4 本设计的主要内容....................................................................................5
第2章 膜片弹簧离合器基本参数的选择..............................................5
2.1 离合器的原理及应满足的要求................................................................5
2.2 压紧弹簧的结构型式及............................................................................6
2.2.1 周置弹簧离合器...............................................................................6
2.2.2 中央弹簧离合器...............................................................................7
2.2.3 斜置弹簧离合器...............................................................................7
2.2.4 膜片弹簧离合器...............................................................................7
2.3 基本结构尺寸参数的选择......................................................................8
2.3.1 摩擦片的设计...................................................................................8
2.3.2 后备系数β的确定...........................................................................8
2.3.3单位压力P0的确定...........................................................................9
2.3.4摩擦因子f选择.................................................................................9
2.4 摩擦片的优化............................................................................................9
2.5 本章小结..........................................................................................10
第3章 从动盘总成设计................................................................................11
3.1 从动盘的组成型式及要求........................................................................11
3.2 从动片设计................................................................................................11
3.3 从动盘毂的设计.......................................................................................11
3.4 花键强度校核...........................................................................................12
3.5 从动盘摩擦材料选择...............................................................................12
3.6 扭转减震器的设计...................................................................................13
3.6.1 扭转减震器的功能........................................................................13
3.6.2 扭转减震器主要参数的选择.......................................................13
3.6.3 减震弹簧的计算............................................................................15
3.7 本章小结...................................................................................................16
第4章 膜片弹簧、压盘和离合器盖的设计...........................................17
4.1 膜片弹簧基本参数的选择.......................................................................17
4.1.1 H/h 比值的选择...............................................................................17
4.1.2 碟簧部分大端半径R、内半径r及R/r 的比值确定.................17
4.1.3 弹簧起始圆锥底角的选择........................................................17
4.1.4 膜片弹簧小端半径r0 及分离轴承作用半径rf选择 ...................17
4.1.5 分离指数目n 切槽宽度窗口槽宽及半径re选择.................17
4.1.6压盘加载点R1和支撑环加载点半径r1选取..................................18
4.2 膜片弹簧的设计........................................................................................18
4.2.1绘制特性曲线.......................................................................18
4.3膜片弹簧工作点位置的选择.....................................................................20
4.4 求离合器彻底分离时分离轴承作用的载荷F2.的计算..................................21
4.5 分离轴承的行程的计算........................................................................21
4.6 膜片弹簧的强度校核.................................................................................22
4.7 膜片弹簧的优化.........................................................................................23
4.8 压盘传动方案的选择.................................................................................24
4.9 压盘的材料选择.........................................................................................24
4.10 压盘几何尺寸的确定...............................................................................24
4.11 离合器盖的设计.......................................................................................25
4.12 本章小结...................................................................................................26
第5章 离合器操纵机构的设计.......................................................................27
5.1 离合器操纵机构的要求.............................................................................27
5.2 操纵机构的设计.........................................................................................27
5.2.1 操纵机构的组成及优点....................................................................27
5.2.2 踏板行程S的计算............................................................................27
5.3 踏板力的计算........................................................................................28
5.4 助力器缸直径计算.....................................................................................28
5.5 分离轴承的选择和校核.............................................................................29
5.6 本章小结.....................................................................................................29
结论...........................................................................................................................30
参考文献..................................................................................................................31
致谢.............................................................................................................................32
附录A..........................................................................................................................33
附录B..........................................................................................................................34
第1章 绪论
1.1引言
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。
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。
膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型载货汽车上广泛采用的一种离合器[2]。因其作为压簧，可以同时兼起分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，质量减少，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。其次，由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀。另外由于膜片弹簧具有非线性弹性特性，故能在从动盘摩擦片磨损后，弹簧仍能可靠的传递发动机的转矩，而不致产生滑离。离合器分离时，使离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。此外，因膜片弹簧是一种对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很少，而周布置弹离合器在高速时，因受离心力作用会产生横向挠曲，弹簧严重鼓出，从而降低了对压盘的压紧力，从而引起离合器传递转矩能力下降[5]。那么可以看出，对于轻型车膜片弹簧离合器的设计研究在改善汽车离合器各方面的性能具有十分重要的意义。
由于膜片弹簧离合器具有上述一系列优点，并且制造膜片弹簧离合器的工艺水平在不断提高，因此这种离合器在轿车及微型、轻型客车上得到广泛运用，而且正大力扩展到载货汽车和重型汽车上，国外已经设计出了传递转矩为80~2000N.m、最大摩擦片外径达420的膜片弹簧离合器系列，广泛用于轿车、客车、轻型和中型货车上。甚至某些总质量达28~32t的重型汽车也有采用膜片弹簧离合器的，但膜片弹簧的制造成本比圆柱螺旋弹簧要高。膜片弹簧离合器的操纵曾经都采用压式机构，即离合器分离时膜片弹簧弹性杠压杆内端的分离指处是承受压力。当前膜片弹簧离合器的操纵机构已经为拉式操纵机构所取代。后者的膜片弹簧为反装，并将支承圈移到膜片弹簧的大端附近，使结构简化，零件减少、装拆方便；膜片弹簧的应力分布也得到改善，最大应力下降；支承圈磨损后仍保持与膜片的接触使离合器踏板的自由行程不受影响。而在压式结构中支承圈的磨损会形成间隙而增大踏板的自由行程。[12]
离合器的结构由：从动盘、压盘、膜片弹簧、扭转减震器、离合器盖分离轴承等组成。
图1.1 离合器结构示意图
1-齿圈 2-从动盘 3-压盘 4-膜片弹簧
5-离合器盖 6-分离轴承 7-飞轮
离合器的功用：
1）离合器的主要功用是切断和实现发动机对传动系的动力专递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地结合，确保汽车平稳起步；
2）在换挡时发动机与传动系分离，减少变速器中换挡此轮之间的冲击；
3）在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所传动的最大转矩，以防止传东西各零部件因超载而损坏；
4）有效的降低传动系中的震动与噪声。
1.2离合器研究现状
1.2.1 国外研究现状
国外研究状况：1891 年, 法国人制成了摩擦片式离合器,但多片湿式摩擦离合器的片与片之间容易被油粘住, 致使离合器分离不彻底, 造成换档困难, 所以它又逐渐被干式多片离合器取代。多片干式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; 但因片数多, 从动部分的转动惯量较大, 还是感到换档不够容易; 另外, 中间压盘的通风散热不良, 容易引起过热,加快了离合器的磨损, 如果调整不当还可能引起离合器分离不彻底。多年的实践经验使人们逐渐趋向采用单片干式离合器, 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; 但在使用初期接合不够平顺。随着科学的进步, 通用公司于1938 年推出的液力自动变速器(Hydra2M at ic) , 用液力偶合器代替了普通的离合器装置, 它的特点是自适应性强, 使得车辆起步平稳、迅速, 加速均匀, 乘坐舒适, 但其缺点是效率低。1948 年别克汽车成功地使用了液力变矩器, 变矩器与液力偶合器相比不仅可以传递发动机的扭矩, 还可以将其提高1 倍。自1978 年以来, 克莱斯勒公司的托克弗莱特型自动变速器又有新的改动, 它采用了一个“锁止式变矩器”, 这种设计消除了车辆在高速挡运转时常见的动力传递损耗, 从而提高了单位燃油的里程数。80 年代以来除了传统的装用液力变矩器的自动变速器外, 又出现了新的、纯机械式自动变速器, 它由干式离合器和传统的手动机械式变速器加上微机控制实现自动操纵。通常比同条件下的液力自动变速器
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