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大众速腾轿车膜片式弹簧离合器设计【优秀】【word+8张CAD图纸全套】【汽车车辆工程类】【毕设】

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关键词：: 大众轿车膜片离合器弹簧离合器汽车设计车辆工程

资源描述：

大众速腾轿车离合器设计

大众速腾轿车膜片式弹簧离合器设计【优秀】【word+8张CAD图纸全套】【汽车车辆工程类】【毕业设计】

【带任务书+开题报告+审定表+指导记录+中期检查表+指导教师评阅表+评阅人评分表+外文翻译+答辩评分表】【35页@正文14800字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

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毕业设计（论文）任务书

题目名称大众速腾轿车离合器设计

一、设计（论文）目的、意义

离合器看似结构简单，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。其设计理论也从传统的机械、力学领域，深入到热、电、材料、控制等众多领域。目前，离合器的发展也面临着用新的技术进行改造和提高的问题。我国的车辆工业相对于世界上其他先进国家相对落后，虽然从国外引进了许多新产品、新技术，但是对传统技术的消化掌握还有一段距离。课题立足于国内，以最常用的膜片弹簧离合器进行设计，希望能起到抛砖引玉的作用，使离合器的自主开发能力及产品设计水平进一步提高。通过对汽车离合器现有的各种类型进行研究，并对部分结构进行改进，使设计的离合器具有较高的性能质量和较低的成本。

二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）

设计内容：

1.离合器设计的目的意义、国内外现状；

2.离合器的功用、分类与工作原理；

3.离合器的设计理论；

4.大众速腾轿车离合器离合器设计；

5.离合器性能结构分析。

技术要求：

发动机排量1.6L；

最大功率(Kw(ps)/rpm)74/6000；

最大扭矩(N?m/rpm)145/3800；

最高车速(km/h) 185；

要求：推式膜片弹簧离合器；

生产纲领：成批生产。

三、设计（论文）完成后应提交的成果

CAD绘制离合器装配图、零件图折合0号图纸3张以上；设计说明书15000字以上。

四、设计（论文）进度安排

（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告第1～2周（2.28～3.11）

（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制装配草图第3～5周（3.14～4.1）

（3）理论联系实际、分析问题、解决问题，完成完成离合器的设计计算，主要性能参数验算，离合器性能结构分析，CAD绘制离合器图纸等部分设计内容，中期检查第6～8周（4.4～4.22）

（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改第9～12周(4.25～5.20)

（5）评阅教师评阅、学生修改第13周（5.23～5.27）

（6）毕业设计预答辩第14周（5.30～6.3）

（7）毕业设计修改第15～16周（6.6～6.17）

（8）毕业设计答辩第17周（6.20～6.24）

五、主要参考资料

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

2.阮中堂.联轴器、离合器设计与选用指南.北京：化学工业出版社，2005

3.陈立德主编.《机械设计基础》.高等教育出版社，2000.4

4.王宝玺主编.《汽车制造工艺学》（3）.机械工业出版社，2007.5

5.陈秀宁，施高义编.《机械设计课程设计》.浙江大学出版社

6.刘惟信主编.《汽车设计》.清华大学出版社，

7.李硕根，杨兴骏编.《互换性与技术测量》.中国计量出版社

8.汽车构造、汽车理论、汽车设计书籍

9.大众速腾轿车离合器资料

10.网络资源，超星数字图书馆

11.近几年相关专业CNKI网络期刊等

摘要

离合器是汽车传动系中的重要部件，主要功用是是切断和实现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。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。此设计说明书详细的说明了轻型汽车膜片弹簧离合器的结构形式，参数选择以及计算过程。

本文主要是对轿车的膜片式弹簧离合器进行设计。根据推式膜片弹簧离合器工作原理和使用要求，采用系统化设计方法，把离合器分为主动部分、从动部分、操纵机构。通过对各个部分设计方案的原理阐释和优缺点的比较，确定了相关部分的基本结构及其零部件的制造材料。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，主要进行了以下工作：选择相关设计参数主要为：摩擦片外径D的确定，离合器后备系数β的确定，单位压力P的确定。并进行了总成设计主要为：分离装置的设计，以及从动盘设计和膜片弹簧设计等。

关键词：离合器；膜片弹簧；从动盘；压盘；摩擦片

ABSTRACT

Automobile clutch is an important part of the power train of the car ,it plays an important role. The main purpose of this design is using traditional methods to learn the basic steps, comprehending the design process, using the learned knowledge to the design process, thus a more solid grasp of the knowledge learned.

This paper is a car diaphragm spring clutch design. In accordance with the conditions of vehicles and vehicle parameters, in accordance with the clutch system design steps and requirements for the following main tasks: choosing the main design parameters are: the determination of friction plate diameter, back-up clutch coefficient determination unit to determine the pressure. And designed primarily for the assembly: the design of separation devices , as well as the follower plate follower piece design includes the design and the design of the driven wheel disc, part of the design of the initiative, including the pressure plate, Clutch cover design, flexible drive chip design, which covered the design of the clutch is a simple design, is designed to manipulate the whole body out of the trip pedal, pedal power, with the ergonomic requirements. To reverse the shock absorber of the coil spring design.

Key words：Clutch; Diaphragm spring; Driven plate; Pressure late; Friction disc

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1研究现状1

1.2离合器结构和工作原理1

1.3设计内容2

第2章离合器结构的设计3

2.1 设计参数和结构要求3

2.2 摩擦片的选择3

2.3 压盘的选择方式3

2.4 压紧弹簧的选择与布置3

2.5 分离轴承的选择形式4

2.6离合器通风散热的解决措施5

2.7 本章小结6

第3章离合器基本结构参数的计算和确定7

3.1 摩擦片内径、外径的确定7

3.2摩擦片上单位压力的确定8

3.3离合器后备系数的确定8

3.4 本章小结9

第4章离合器从动盘总成的设计10

4.1从动盘的结构10

4.2 从动盘设计10

4.2.1 从动片的选择11

4.2.2 摩擦片的材料的确定11

4.2.3 从动盘毂的设计12

4.3 减震弹簧的设计13

4.4 本章小结14

第5章离合器膜片弹簧15

5.1 膜片弹簧的结构15

5.2 膜片弹簧的弹性变形特性15

5.3 膜片弹簧的参数尺寸确定17

5.3.1 R和R/r的选取17

5.3.2 膜片弹簧起始圆锥底角17

5.3.3分离指数目、切槽宽、窗孔槽宽、及半径17

5.3.4 H/h的比值选取17

5.3.5压盘加载点半径和支撑环加载点半径的确定18

5.4 膜片弹簧的计算18

5.5 本章小结21

第6章离合器盖总成的设计22

6.1压盘尺寸的确定22

6.2压盘的传力方式的确定23

6.3 压盘和传力片的材料选择23

6.4 离合器盖的设计23

6.5 本章小结23

第7章分离装置和操纵机构的设计25

7.1 分离套筒和分离轴承的设计25

7.2 操纵机构的机构形式25

7.3 操纵机构的设计计算25

7.4 本章小结26

结论27

参考文献28

致谢29

附录30

第1章绪论

1.1研究现状

现代各类汽车上应用的最广泛的离合器是干式盘形摩擦离合器，可按从动盘数目不同、压紧弹簧布置形式不痛、压紧弹簧结构形式不同和分离时作用力方向不同分为很多种。按作用力方向可分为推式和拉式。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。所以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很大的优点。

早期的离合器结构尺寸大，从动部分转动惯量大，引起变速器换档困难，而且这种离合器在结合时也不够柔和，容易卡住，散热性差，操纵也不方便，平衡性能也欠佳。本次设计的目的是克服上述困难，使离合器的尺寸减小，便于安装盒布置；减小从动部分的转动惯量，保证换挡容易，使用起来效果更好，而且具有稳定性好、操纵方便等优点。膜片弹簧离合器，它的转矩容量大且较稳定，操纵轻便，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。

1.2离合器结构和工作原理

离合器是汽车传动系中直接与发动机相关联的部件，主动部分与从动部分可以暂时分离，又可逐渐接合，并且在传动过程中还要有可能相对转动，通过主动、从动两部分的相互作用把发动机的动力扭矩传递给驱动系统，来实现汽车的起步、换挡的功能。离合器的作用有三：一是保证汽车平稳起步，二是保证传动系换挡时工作平稳，三是防止汽车传动系过载。

目前在汽车离合器中，摩擦式离合器用得最为广泛。摩擦式离合器按结构分可分主动部分（包括飞轮、离合器盖和压盘）、从动部分（从动盘总成）、压紧机构（压紧弹簧）和操纵机构（包括分离叉、分离轴承、分离踏板和传动部件）。在膜片弹簧离合器中膜片弹簧有压紧弹簧和分离杠杆的双重作用，所以膜片弹簧离合器的结构设计主要是包括从动盘总成、膜片弹簧和压盘总成三个部分。

图1.1 膜片弹簧离合器工作原理示意图

a—安装前位置；b—安装后；c—分离位置

1—飞轮； 2—摩擦片； 3—离合器盖； 4—分离轴承； 5—压盘； 6—膜片弹簧； 7— 支撑环

膜片弹簧为碟形，其上开有若干个径向开口，形成若干个弹性杠杠。弹簧中部有钢丝支承圈，用铆钉将其安装在离合器盖上。在离合器盖未固定到飞轮上时，膜片弹簧处于自由状态，离合器盖与飞轮接合面间有一距离L。用螺栓将离合器盖固定到飞轮上时，离合器盖通过后钢丝支承圈把膜片弹簧中部向前移动了一段距离。由于膜片弹簧外端位置没有变化，所以膜片弹簧被压缩变形。膜片弹簧外缘通过压盘把从动盘压靠在飞轮后端面上，这时离合器为接合状态。在分离离合器时，分离轴承前移，膜片弹簧将以前钢丝支承圈为支点，其外缘向后移动，在分离钩的作用下，压盘离开从动盘后移，离合器就变为分离状态了。

1.3设计内容

本设计的目的是减小从动部分的转动惯量，保证换挡容易，使用起来效果更好，而且具有稳定性好、操纵方便等优点。膜片弹簧离合器，它的转矩容量大且较稳定，操纵轻便，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。本设计就是设计膜片弹簧离合器，在设计中对各种离合器类型进行分析，确定出结构方案，再对离合器的各基本参数进行选择计算，设计出各个零件，最终设计出使用于普通轿车的车用离合器。

参考文献

[1]阮中堂,联轴器、离合器设计选用指南[M], 北京,化学工业出版社 2005-10

[2]刘惟信,汽车最优化设计[M], 清华大学出版社 2002-7

[3]王望予.汽车设计[M]. 机械工业出版社.2006.

[4]李硕根,杨兴骏,互换性与技术测量[M], 中国计量出版社 2005-9

[5]机械设计手册编委会,机械设计手册[M], 机械设计出版社 2007-3

[6]张毅，潘可耕，刘红波.离合器及机械变速器[M].化学工业出版社.2005.

[7]陈家瑞.汽车构造 [M]. 机械工业出版社.2005.

[8]汽车标准汇编（2000-2004）[M].中国汽车技术研究中心标准研究所，2005.

[9]余仁义,梁涛.汽车离合器操纵机构的设计[J].专用汽车.2003.

[10]张卫波.汽车膜片弹簧离合器智能优化设计技术研究[J].中国工程机械学报2007(01)：67～70

[11]阎春利，张希栋.汽车离合器膜片弹簧的优化设计[J].林业机械与木工设备, 2006，3：33～35

[12]司传胜.汽车膜片弹簧离合器的优化设计[J].林业机械与木工设备, 2004，12：33～34

[13]禇祥元.汽车离合器膜片弹簧的优化设计[J].轻型汽车技术.2005.

[14]浦定真.膜片弹簧离合器的设计与研究[J].汽车技术,2006,6.

[15]林明芳等.汽车离合器膜片弹簧的优化设计[J].汽车工程，2003,2

[16]程汉应.汽车离合器摩擦片数量选择及其参数优化设计[J].汽车工程，2001,7

[17]肖文颖，许海华.离合器膜片弹簧的优化设计[J].公路与汽运，2007,4

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内容简介：: SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名郭峰系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07- 班指导教师姓名石美玉职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称大众速腾轿车离合器设计一、设计（论文）目的、意义离合器看似结构简单，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。其设计理论也从传统的机械、力学领域，深入到热、电、材料、控制等众多领域。目前，离合器的发展也面临着用新的技术进行改造和提高的问题。我国的车辆工业相对于世界上其他先进国家相对落后，虽然从国外引进了许多新产品、新技术，但是对传统技术的消化掌握还有一段距离。课题立足于国内，以最常用的膜片弹簧离合器进行设计，希望能起到抛砖引玉的作用，使离合器的自主开发能力及产品设计水平进一步提高。通过对汽车离合器现有的各种类型进行研究，并对部分结构进行改进，使设计的离合器具有较高的性能质量和较低的成本。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计内容：1.离合器设计的目的意义、国内外现状；2.离合器的功用、分类与工作原理；3.离合器的设计理论；4.大众速腾轿车离合器离合器设计；5.离合器性能结构分析。技术要求：发动机排量1.6L；最大功率(Kw(ps)/rpm)74/6000；最大扭矩(Nm/rpm)145/3800；最高车速(km/h) 185；要求：推式膜片弹簧离合器；生产纲领：成批生产。三、设计（论文）完成后应提交的成果CAD绘制离合器装配图、零件图折合0号图纸3张以上；设计说明书15000字以上。四、设计（论文）进度安排（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告第12周（2.283.11）（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制装配草图第35周（3.144.1）（3）理论联系实际、分析问题、解决问题，完成完成离合器的设计计算，主要性能参数验算，离合器性能结构分析，CAD绘制离合器图纸等部分设计内容，中期检查第68周（4.44.22）（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改第912周(4.255.20)（5）评阅教师评阅、学生修改第13周（5.235.27）（6）毕业设计预答辩第14周（5.306.3）（7）毕业设计修改第1516周（6.66.17）（8）毕业设计答辩第17周（6.206.24）五、主要参考资料1.徐石安，江发潮.汽车离合器（汽车设计丛书）.北京：清华大学出版社，20052.阮中堂.联轴器、离合器设计与选用指南.北京：化学工业出版社，20053.陈立德主编.机械设计基础.高等教育出版社，2000.44.王宝玺主编.汽车制造工艺学（3）.机械工业出版社，2007.55.陈秀宁，施高义编.机械设计课程设计.浙江大学出版社6.刘惟信主编.汽车设计.清华大学出版社，7.李硕根，杨兴骏编.互换性与技术测量.中国计量出版社8.汽车构造、汽车理论、汽车设计书籍9.大众速腾轿车离合器资料10.网络资源，超星数字图书馆11.近几年相关专业CNKI网络期刊等六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日本科学生毕业设计大众速腾轿车离合器设计院系名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程 B07-7班学生姓名：郭峰指导教师：石美玉职称：教授黑龙江工程学院二一一年六月The Graduation Thesis for Bachelors DegreeDesign of Clutch of SAGITAR CarCandidate：Guo FengSpecialty：Vehicle EngineeringClass：B07-7 Supervisor：Professor. Shi MeiyuHeilongjiang Institute of Technology2011-06Harbin毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 大众速腾轿车离合器设计院系名称: 汽车与交通工程学院专业班级: 车辆工程07-7 学生姓名: 郭峰导师姓名: 石美玉开题时间: 2011年3月11日指导委员会审查意见：签字：年月日SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名郭峰系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-7指导教师姓名石美玉职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称大众速腾轿车离合器设计一、课题研究现状、选题目的和意义1.课题研究现状现代汽车工业具有世界性，是开发型的综合工业，竞争也越来越激烈。我国自1953年创建第一汽车制造厂至今，已有130多家汽车制造厂，700多家汽车改装厂。随着我国国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，对汽车的使用功能不断提出新的要求。目前大部分汽车采用离合器作为汽车的动力传递机构。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，驾驶员可以根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机和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。从1891年摩擦式汽车离合器的诞生，到1948年液力变矩器的出现，再到各种智能控制技术不断应用于汽车工业，汽车离合器技术始终伴随着汽车工业的发展而发展。随着新兴汽车传动技术的越来越普及应用，传统的汽车离合器将逐渐淡出历史舞台。在早期研发的离合器结构中，锥形离合器最为成功。它的原型设计曾装在1889年德国戴姆勒公司生产的钢制车轮的小汽车上。它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件。采用锥形离合器的方案一直延续到20世纪20年代中叶，对当时来说，锥形离合器的制造比较简单，摩擦面容易修复。它的摩擦材料曾用过骆毛带、皮革带等。那时曾出现过蹄-鼓式离合器，其结构有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面。蹄-鼓式离合器用的摩擦元件是木块、皮革带等，蹄-鼓式离合器的重量较锥形离合器轻。无论锥形离合器或蹄-鼓式离合器，都容易造成分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。现今所用的盘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。多片离合器最主要的优点是，汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击。早期的设计中，多片按成对布置设计，一个钢盘片对着一青铜盘片。采用纯粹的金属的摩擦副，把它们浸在油中工作，能达到更为满意的性能。浸在油中的盘片式离合器，盘子直径不能太大，以避免在高速时把油甩掉。此外，油也容易把金属盘片粘住，不易分离。但毕竟还是优点大于缺点。因为在当时，许多其他离合器还在原创阶段，性能很不稳定。石棉基摩擦材料的引入和改进，使得盘片式离合器可以传递更大的转矩，能耐受更高的温度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用较小的摩擦面积，因而可以减少摩擦片数，这是由多片离合器向单片离合器转变的关键。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使用多片离合器。早期的单片干式离合器由与锥形离合器相似的问题，即离合器接合时不够平顺。但是，由于单片干式离合器结构紧凑，散热良好，转动惯量小，所以以内燃机为动力的汽车经常采用它，尤其是成功地开发了价格便宜的冲压件离合器盖以后更是如此。实际上早在1920年就出现了单片干式离合器，这和前面提到的发明了石棉基的摩擦面片有关。但在那时相当一段时间内，由于技术设计上的缺陷，造成了单片离合器在接合时不够平顺的问题。第一次世界大战后初期，单片离合器的从动盘金属片上是没有摩擦面片的，摩擦面片是贴附在主动件飞轮和压盘上的，弹簧布置在中央，通过杠杆放大后作用在压盘上。后来改用多个直径较小的弹簧，沿着圆周布置直接压在压盘上，成为现今最为通用的螺旋弹簧布置方法。这种布置在设计上带来了实实在在的好处，使压盘上的弹簧的工作压力分布更均匀，并减小了轴向尺寸。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摩擦离合器，因为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，而且由于在结构上采取一定措施，已能做到接合盘式平顺，因此现在广泛采用于大、中、小各类车型中。如今单片干式离合器在结构设计方面相当完善。采用具有轴向弹性的从动盘，提高了离合器的接合平顺性。离合器从动盘总成中装有扭转减振器，防止了传动系统的扭转共振，减小了传动系统噪声和载荷。随着人们对汽车舒适性要求的提高，离合器已在原有基础上得到不断改进，乘用车上愈来愈多地采用具有双质量飞轮的扭转减振器，能更好地降低传动系的噪声。对于重型离合器，由于商用车趋于大型化，发动机功率不断加大，但离合器允许加大尺寸的空间有限，离合器的使用条件日酷一日，增加离合器传扭能力，提高使用寿命，简化操作，已成为重型离合器当前的发展趋势。为了提高离合器的传扭能力，在重型汽车上可采用双片干式离合器。从理论上讲，在相同的径向尺寸下，双片离合器的传扭能力和使用寿命是单片的2倍。但受到其他客观因素的影响，实际的效果要比理论值低一些。近年来湿式离合器在技术上不断改进，在国外某些重型车上又开始采用多片湿式离合器。与干式离合器相比，由于用油泵进行强制冷却的结果，摩擦表面温度较低(不超过93)，因此，起步时长时间打滑也不致烧损摩擦片。查阅国内外资料获知，这种离合器的使用寿命可达干式离合器的5-6倍，但湿式离合器优点的发挥是一定要在某温度范围内才能实现的，超过这一温度范围将起负面效应。目前此技术尚不够完善。2.选题的目的意义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。通过对以上几个方面的了解，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，掌握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。离合器的发展也面临着用新的技术进行改造和提高的问题。我国的车辆工业相对世界上其他先进国家相对落后，虽然从国外引进了许多新产品、新技术，但是对传统技术的消化掌握还有一段距离。课题立足于国内，以最常用的膜片弹簧离合器进行设计，通过对汽车离合器现有的各种类型进行研究，并对部分结构进行改进，使设计的离合器具有较高的性能质量和较低的成本。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题（一）设计的基本内容1.大众速腾轿车及离合器参数查阅2.离合器总体结构方案确定3.主要零件的参数设计与校核4.主要零件CAD图纸的绘制（二）拟解决的主要问题1.摩擦式离合器的基本结构尺寸和参数选择2.离合器各零件的结构选型及设计计算3.膜片弹簧强度校核、主要参数的选择4.完成离合器装配图三、技术路线（研究方法）研究摩擦式离合器的基本结构对离合器的各个零件进行数据计算对膜片弹簧的选择及强度校核对从动盘、压盘和离合器进行总成设计离合器操纵机构的设计完成离合器的装配图完成设计说明书完成设计利用CAD画出各个零件的零件图四、进度安排（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告第12周（2.283.11）（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制装配草图第35周（3.144.1）（3）理论联系实际、分析问题、解决问题，完成离合器的设计计算，主要性能参数验算，离合器性能结构分析，CAD绘制离合器图纸等部分设计内容，中期检查第68周（4.44.22）（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改第912周（4.255.20）（5）评阅教师评阅、学生修改第13周（5.235.27）（6）毕业设计预答辩第14周（5.306.3）（7）毕业设计修改第1516周（6.66.17）（8）毕业设计答辩第17周（6.206.24）五、参考文献1.阮中堂,联轴器、离合器设计选用指南M, 北京,化学工业出版社 2005-102.刘惟信,汽车最优化设计M, 清华大学出版社 2002-73.李硕根,杨兴骏,互换性与技术测量M, 中国计量出版社 2005-94.机械设计手册编委会,机械设计手册M, 机械设计出版社 2007-35. 高翔.膜片弹簧应力测试研究J.江苏理工大学学报, 1997,5：35 366.刘红欣.膜片弹簧应力分布的实验和有限元分析J力学与实践, 1997,(03)：26287.苏军,吴建国.碟形弹簧特性曲线非线性有限元计算J力学与实践, 1997,(04) ：18228.张卫波.汽车膜片弹簧离合器智能优化设计技术研究.中国工程机械学报2007(01)：67709.阎春利，张希栋.汽车离合器膜片弹簧的优化设计J.林业机械与木工设备, 2006，3：333510.廖林清，曹建国. 汽车离合器膜片弹簧的三次设计J.四川兵工学报, 1997，2：242611.司传胜.汽车膜片弹簧离合器的优化设计J.林业机械与木工设备, 2004，12：333412.Liu Weixin，Ge Ping，Li Wei. Optimal Design Torsional Dampers in Automobile Clutch. Proceedings of the International Conference on CAD of Machinery.1991，Sept：1620，13.Li WeiLiu，Weixin. New Methods to Raise Accuracy for Road Unevenness Measurement. in：Ahmadian M ，edAdvanced Automotive Technologies.1993，12：657014.Ahern,Kathy,Manathunga,Catherine. clutch-Starting Stalled Research Students. Innovative Higher Education.2004，22 :237254六、备注指导教师意见：签字：年月日附录How Does the Clutch WorkThe clutch is a device to engage and disengage power from the engine, allowing the vehicle to stop and start.A pressure plate or “driving member” is bolted to the engine flywheel, and a clutch plate or “driven member” is located between the flywheel and the pressure plate. The clutch plate is spline to the shaft extending from the transmission to the flywheel, commonly called a clutch shaft or input shaft. When the clutch and pressure plates are locked together by friction, the clutch shaft rotates with the engine crankshaft. Power is transferred from the engine to the transmission, where it is routed through different gear rations to obtain the best speed and power to start and keep the vehicle moving.The flywheel is located at the rear of the engine and is bolted to the crankshaft. It helps absorb power impulses, resulting in a smoothly-idling engine and provides momentum to carry the engine through its operating cycle. The rear surface of the flywheel is machined flat and the clutch components are attached to it. The driving member is commonly called the pressure plate. It is bolted to the engine flywheel and its main purpose is to exert pressure against the clutch plate, holding the plate tight against the flywheel and allowing the power to flow from the engine to the transmission. It must also be capable of interrupting the power flow by releasing the pressure on the clutch plate. This allows the clutch plate to stop rotating while the flywheel and pressure plate continues to rotate.The pressure plate consist of a heavy metal plate, coil springs or diaphragm spring, release levers (fingers), and a cover. When coil springs are used, they are evenly spaced around the metal plate and located between the plate and the metal cover. This places an even pressure against the plate, which in turn presses the clutch plate tight against the flywheel. The cover is bolted tightly to the flywheel and the metal pate is movable, due to internal linkages. The coil springs are arranged to exert direct or indirect tension on the metal plate, depending upon the manufacturers design. Three release levers (fingers), evenly spaced around the cover, are used on most pressure plates to release the holding pressure of the springs on the clutch plate, allowing it to disengage the power flow. When a diaphragm spring is used instead of coil springs, the internal linkage is necessarily different to provide an “over-center” action to release the clutch plate from the flywheel. Its operation can be compared to the operation of an oilcan. When depressing the slightly curved metal on the bottom of the oilcan, it goes over-center and gives out a loud “clicking” noise; when released, the noise is again heard as the metal returns to its original position. A click is not heard in the clutch operation, but the action of the diaphragm spring is the same as the oilcan.The clutch plate or driven member consists of a round metal plate attached to a splined hub. The outer portion of the round plate is covered with a friction material of molded or woven asbestos and is riveted or bonded to the plate. The thickness of the clutch plate and /or facings may be warped to give a softer clutch engagement. Coil springs are often installed in the hub to help provide a cushion against the twisting force of engagement. The splined hub is mated to (and turns) a splined transmission shaft when the clutch is engaged.The release (throw out) bearing is usually a ball bearing unit, mounted on a sleeve, and attached to the release or throw out lever. Its purpose is to apply pressure to the diaphragm spring or release levers in the pressure plate. When the clutch pedal is depressed, the pressure of the release bearing or lever actuates the internal linkages of the pressure plate, releasing the clutch plate and interrupting the power flow. The release bearing is not in constant contract with the pressure plate. A linkage adjustment clearance should be maintained.The clutch pedal provides mechanical means for the driver to control the engagement and disengagement of the clutch. The pedal is connected mechanically to either a cable or rods, which are directly connected to the release bearing lever.When the clutch pedal is depressed, the linkage moves the release bearing lever. The release lever is attached at the opposite end to a release bearing which straddles the transmission clutch shaft, and presses inward on the pressure plate gingers or the diaphragm spring. This inward pressure acts upon the fingers and internal linkage of the pressure plate and allows the clutch plate to move away from the flywheel, interrupting the flow of power.While the clutch pedal is depressed and the power flow interrupted, the transmission can be shifted in to any gear. The clutch pedal is slowly released to gradually move the clutch pate toward the flywheels under pressure of the pressure plate springs. The friction between the clutch plate and flywheel becomes greater as the pedal is released and the engine speed increased. Once the vehicle is moving, the need for clutch slippage is lessened, and the clutch pedal can be fully released.Coordination between the clutch pedal and accelerator is important to avoid engine stalling, shock to the driveline components and excessive clutch slippage and overheating. 离合器如何工作离合器是传递和分离发动机动力的装置，实现车辆的停车和启动。压盘也就是主动部分，用螺栓连接到发动机飞轮上，从动盘也就是从动部分，位于飞轮和压盘之间。从动盘花键连接到变速器与飞轮之间的轴上，这段轴一般称作离合器轴或者变速器输入轴。当离合器主动部分和压盘被摩擦力锁定到一起时，离合器轴与发动机曲轴一起旋转。动力从发动机传出，传到变速器上，在这里动力通过不同的齿轮传动比获得起车或继续前行的最佳速度和动力。飞轮位于发动机的边上，并用螺栓连接到曲轴上。它有助于吸收发动机的动力冲量，保证发动机平稳旋转，并在运转循环过程中提供动量带动发动机。飞轮的背面加工成平面，离合器组件结合在上边。离合器主动件通常被称作压盘。它螺栓连接到发动机飞轮上，主要目的是在离合器片上施加压力，使离合器片紧紧接触在飞轮上，以保证动力从发动机传送到变速器，离合器片上的压力撤销时，离合器需能够切断动力的传输。这就意味着在飞轮和压盘保持旋转的时候，离合器片却能停止转动。主动部分由一个较重的金属，螺旋弹簧或者膜片弹簧，分离杠杆（分离指）和离合器盖组成。当使用螺旋弹簧时，弹簧位于压盘与金属壳之间，均匀的分布在金属压盘周围。这就给压盘提供了一个均匀的压紧力，压盘又将离合器片紧紧地压紧在飞轮上。离合器壳用螺栓紧紧地连接在飞轮上，由于内在的连接，压盘可以轴向移动。均匀分布的螺旋弹簧给压盘提供直接过间接地压力，这取决于生产厂家的设计。大部分离合器压盘有三个均匀分布在离合器壳周围的分离杠杆（分离指），分离杠杆用来解除弹簧施加在离合器片上的压紧力，从而切断动力的传输。当用膜片弹簧代替螺旋弹簧时，内部连接是截然不同的，它提供一个通过中心的动作来时离合器片与飞轮分离。它的运作可以比喻成油罐的动作。当压下罐子底部的轻微弯曲金属时，金属就弹到中心的另一侧，并且发出很大的声音，当放松时，金属恢复到最初的位置，同样伴随着很大的声音。在离合器运作时，并听不到敲击的声音，但膜片弹簧的动作和油罐的动作是相同的。离合器片或者从动部分由连接在花键毂上的圆形金属片构成。金属圆片的外部覆盖着摩擦材料，这些摩擦材料是模锻的或者是编制的石棉，摩擦材料铆接或粘合在金属圆片上。离合器片的厚度或成弯曲状的表面能使离合器的结合比较的柔和。螺旋弹簧经常安装在轮毂上来协助提供对离合器结合事的扭曲力的一个较软的阻抗。当离合器结合时，花键毂紧密结合到变速器花键轴上。分离轴承通常是一个安放在分离套筒上的球轴承，并接触在分离杠杆上，它的作用是给与压盘接触的膜片弹簧或者分离杠杆提供压力。当离合器踏板被踩下时，分离轴承或者分离杠杆的压力驱动压盘的内部连接，放松离合器片，中断动力的传输。分离轴承并不是一直与压盘接触的，这就该设置一个清楚间隙的调节器。离合器踏板给驾驶员提供一个机械的方式来控制离合器的结合和分离。踏板用钢索或者杆等机械连接，钢索或者杆直接连接到分离轴承的分离叉上。当离合器踏板踩下时，连接系驱动分离轴承的分离叉。分离杠杆接触在分离轴承的另一端，分离轴承跨在在变速器、离合器轴上，和内部的压盘分离指或者膜片弹簧上。内在的压力作用在分离指上和压盘的内在连接杆上，实现离合器片离开飞轮，中断动力传输。当离合器踏板被踩下，动力传输被切断，变速器移动到任何齿轮。离合器踏板缓慢的放松，在压盘弹簧压力下，离合器片渐渐的向飞轮移动。在离合器踏板放开和发动机转速升高时，离合器片和飞轮之间的摩擦力变大。当车辆开始移动，离合器滑动的必要性就减少，离合器踏板就可以完全的放开。对于避免发动机抛锚，动力传动系统的组件的冲击，过多的离合器滑磨和过热，加速踏板和离合器踏板的协调是非常重要的。3毕业设计（论文）过程管理材料题目大众速腾轿车离合器设计学生姓名郭峰院系名称汽车与交通工程学院专业班级车辆工程B07-7指导教师石美玉职称教授教研室车辆工程教研室起止时间2011.2.282011.6.24教务处制毕业设计指导教师评分表学生姓名郭峰院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-7指导教师姓名石美玉职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称大众速腾轿车离合器设计序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力205计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）106插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）58科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）工作态度：好较好一般较差很差研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：指导教师签字：年月日毕业设计评阅人评分表学生姓名郭峰专业班级车辆工程07-7指导教师姓名石美玉职称教授题目大众速腾轿车离合器设计评阅组或预答辩组成员姓名纪峻岭，臧杰，鲍宇，孙远涛，朱荣福出席人数5序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力255计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）156插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）5得分 Y= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：评阅人或预答辩组长签字：年月日注：毕业设计（论文）评阅可以采用2名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。毕业设计答辩评分表学生姓名郭峰专业班级车辆工程07-7指导教师石美玉职称教授题目大众速腾轿车离合器设计答辩时间月日时答辩组成员姓名纪峻岭，臧杰，鲍宇，孙远涛，朱荣福出席人数5序号评审指标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况，题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计（实验）能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量，设计的规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总分 Z= 答辩过程记录、评语：自述思路与表达能力：好较好一般较差很差回答问题：正确基本正确基本不正确不能回答所提问题研究能力或设计能力：强较强一般较弱很弱工作量：大较大适中较少很少说明书规范性：好较好一般较差很差图纸规范性：好较好一般较差很差成果质量（设计方案、设计方法、正确性）好较好一般较差很差其他：答辩组长签字：年月日毕业设计（论文）成绩评定表学生姓名郭峰性别男院系汽车与交通工程学院专业车辆工程班级B07-7班设计（论文）题目大众速腾轿车离合器设计平时成绩评分（开题、中检、出勤）指导教师姓名职称指导教师评分（X）评阅教师姓名职称评阅教师评分（Y）答辩组组长职称答辩组评分（Z）毕业设计（论文）成绩百分制五级分制答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：院系公章：年月日注：1、平时成绩（开题、中检、出勤）评分按十分制填写，指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。优秀毕业设计（论文）推荐表题目大众速腾轿车离合器设计类别设计学生姓名郭峰院（系）、专业、班级汽车与交通工程学院车辆工程07-7班指导教师石美玉职称教授设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：院、系公章：年月日备注：注：“类别”栏填写毕业论文、毕业设计、其它黑龙江工程学院本科生毕业设计摘要离合器是汽车传动系中的重要部件，主要功用是是切断和实现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。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。此设计说明书详细的说明了轻型汽车膜片弹簧离合器的结构形式，参数选择以及计算过程。本文主要是对轿车的膜片式弹簧离合器进行设计。根据推式膜片弹簧离合器工作原理和使用要求，采用系统化设计方法，把离合器分为主动部分、从动部分、操纵机构。通过对各个部分设计方案的原理阐释和优缺点的比较，确定了相关部分的基本结构及其零部件的制造材料。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，主要进行了以下工作：选择相关设计参数主要为：摩擦片外径D的确定，离合器后备系数的确定，单位压力P的确定。并进行了总成设计主要为：分离装置的设计，以及从动盘设计和膜片弹簧设计等。关键词：离合器；膜片弹簧；从动盘；压盘；摩擦片ABSTRACTAutomobile clutch is an important part of the power train of the car ,it plays an important role. The main purpose of this design is using traditional methods to learn the basic steps, comprehending the design process, using the learned knowledge to the design process, thus a more solid grasp of the knowledge learned.This paper is a car diaphragm spring clutch design. In accordance with the conditions of vehicles and vehicle parameters, in accordance with the clutch system design steps and requirements for the following main tasks: choosing the main design parameters are: the determination of friction plate diameter, back-up clutch coefficient determination unit to determine the pressure. And designed primarily for the assembly: the design of separation devices , as well as the follower plate follower piece design includes the design and the design of the driven wheel disc, part of the design of the initiative, including the pressure plate, Clutch cover design, flexible drive chip design, which covered the design of the clutch is a simple design, is designed to manipulate the whole body out of the trip pedal, pedal power, with the ergonomic requirements. To reverse the shock absorber of the coil spring design.Key words：Clutch; Diaphragm spring; Driven plate; Pressure late; Friction discII目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1研究现状11.2离合器结构和工作原理11.3设计内容2第2章离合器结构的设计32.1 设计参数和结构要求32.2 摩擦片的选择32.3 压盘的选择方式32.4 压紧弹簧的选择与布置32.5 分离轴承的选择形式42.6离合器通风散热的解决措施52.7 本章小结6第3章离合器基本结构参数的计算和确定73.1 摩擦片内径、外径的确定73.2摩擦片上单位压力的确定83.3离合器后备系数的确定83.4 本章小结9第4章离合器从动盘总成的设计104.1从动盘的结构104.2 从动盘设计104.2.1 从动片的选择114.2.2 摩擦片的材料的确定114.2.3 从动盘毂的设计124.3 减震弹簧的设计134.4 本章小结14第5章离合器膜片弹簧155.1 膜片弹簧的结构155.2 膜片弹簧的弹性变形特性155.3 膜片弹簧的参数尺寸确定175.3.1 R和R/r的选取175.3.2 膜片弹簧起始圆锥底角175.3.3分离指数目、切槽宽、窗孔槽宽、及半径175.3.4 H/h的比值选取175.3.5压盘加载点半径和支撑环加载点半径的确定185.4 膜片弹簧的计算185.5 本章小结21第6章离合器盖总成的设计226.1压盘尺寸的确定226.2压盘的传力方式的确定236.3 压盘和传力片的材料选择236.4 离合器盖的设计236.5 本章小结23第7章分离装置和操纵机构的设计257.1 分离套筒和分离轴承的设计257.2 操纵机构的机构形式257.3 操纵机构的设计计算257.4 本章小结26结论27参考文献28致谢29附录30第1章绪论 1.1研究现状现代各类汽车上应用的最广泛的离合器是干式盘形摩擦离合器，可按从动盘数目不同、压紧弹簧布置形式不痛、压紧弹簧结构形式不同和分离时作用力方向不同分为很多种。按作用力方向可分为推式和拉式。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。所以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很大的优点。早期的离合器结构尺寸大，从动部分转动惯量大，引起变速器换档困难，而且这种离合器在结合时也不够柔和，容易卡住，散热性差，操纵也不方便，平衡性能也欠佳。本次设计的目的是克服上述困难，使离合器的尺寸减小，便于安装盒布置；减小从动部分的转动惯量，保证换挡容易，使用起来效果更好，而且具有稳定性好、操纵方便等优点。膜片弹簧离合器，它的转矩容量大且较稳定，操纵轻便，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。 1.2离合器结构和工作原理离合器是汽车传动系中直接与发动机相关联的部件，主动部分与从动部分可以暂时分离，又可逐渐接合，并且在传动过程中还要有可能相对转动，通过主动、从动两部分的相互作用把发动机的动力扭矩传递给驱动系统，来实现汽车的起步、换挡的功能。离合器的作用有三：一是保证汽车平稳起步，二是保证传动系换挡时工作平稳，三是防止汽车传动系过载。目前在汽车离合器中，摩擦式离合器用得最为广泛。摩擦式离合器按结构分可分主动部分（包括飞轮、离合器盖和压盘）、从动部分（从动盘总成）、压紧机构（压紧弹簧）和操纵机构（包括分离叉、分离轴承、分离踏板和传动部件）。在膜片弹簧离合器中膜片弹簧有压紧弹簧和分离杠杆的双重作用，所以膜片弹簧离合器的结构设计主要是包括从动盘总成、膜片弹簧和压盘总成三个部分。(a) (b) (c)图1.1 膜片弹簧离合器工作原理示意图a安装前位置；b安装后；c分离位置1飞轮； 2摩擦片； 3离合器盖； 4分离轴承； 5压盘； 6膜片弹簧； 7 支撑环膜片弹簧为碟形，其上开有若干个径向开口，形成若干个弹性杠杠。弹簧中部有钢丝支承圈，用铆钉将其安装在离合器盖上。在离合器盖未固定到飞轮上时，膜片弹簧处于自由状态，离合器盖与飞轮接合面间有一距离DL。用螺栓将离合器盖固定到飞轮上时，离合器盖通过后钢丝支承圈把膜片弹簧中部向前移动了一段距离。由于膜片弹簧外端位置没有变化，所以膜片弹簧被压缩变形。膜片弹簧外缘通过压盘把从动盘压靠在飞轮后端面上，这时离合器为接合状态。在分离离合器时，分离轴承前移，膜片弹簧将以前钢丝支承圈为支点，其外缘向后移动，在分离钩的作用下，压盘离开从动盘后移，离合器就变为分离状态了。 1.3设计内容本设计的目的是减小从动部分的转动惯量，保证换挡容易，使用起来效果更好，而且具有稳定性好、操纵方便等优点。膜片弹簧离合器，它的转矩容量大且较稳定，操纵轻便，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。本设计就是设计膜片弹簧离合器，在设计中对各种离合器类型进行分析，确定出结构方案，再对离合器的各基本参数进行选择计算，设计出各个零件，最终设计出使用于普通轿车的车用离合器。第2章离合器结构的设计2.1 设计参数和结构要求表2.1 大众速腾车型的参数名称参数发动机最大功率及转速74Kw/6000rpm发动机最大转矩及转速145 N.m/3800rpm发动机排量1.6L最高车速185km/h2.2 摩擦片的选择单片离合器因为结构简单，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接合平顺，所以被广泛使用于轿车和中、小型货车，因此该设计选择单片离合器。2.3 压盘的选择方式压盘在与离合器盖连接后带动摩擦片转动。压盘在工作中属于主动传动，在飞轮和离合器盖得带动下传递扭矩。在不传递扭矩时，应能够与从动盘脱离接触，所以这种连接应允许压盘在离合器分离过程中能自由的作轴向移动。压盘和飞轮的连接方式有很多种，有凸块窗孔式、传力销式、键式以及弹性传动片式等，现在一般采用弹性传动片式。在传动过程中会有摩擦和震动。压盘应具有较大的质量，以增大热容量，减小温升，防止其产生裂纹和破碎。同时压盘还应具有较大的刚度，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与离合器的彻底分离。2.4 压紧弹簧的选择与布置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、膜片弹簧式等。其中膜片弹簧的主要特点是用一个膜片弹簧代替螺旋弹簧和分离杠杆。膜片弹簧与其他几类相比又有以下几个优点：（1）由于膜片弹簧有理想的非线性特征,弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大致不变，从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的能力不变。当离合器分离时，弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高，而是降低，从而降低踏板力；（2）膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；（3）高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱弹簧压紧力明显下降；（4）由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命；（5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长；（6）平衡性好；（7）有利于大批量生产，降低制造成本。但膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材料质量和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此，我选用膜片弹簧式离合器。2.5 分离轴承的选择形式分离轴承在工作中主要承受轴向力，在分离离合器时由于分离轴承旋转产生离心力，形成其径向力。故离合器的分离轴承主要有径向止推轴承和止推轴承两种。前者适合于高速低轴向负荷，后者适合于相反情况.常用含润滑油脂的密封止推球轴承;小型车有时采用含油石墨止推滑动轴承。分离轴承与膜片弹簧之间有沿圆周方向的滑磨，当两者旋转中不同心时也伴有径向滑磨。为了消除因不同心导致的磨损并使分离轴承与膜片弹簧内端接触均匀，膜片弹簧离合器广泛采用自动调心式分离装置结构原理如图2.1。它有旋转轴承，轴承罩，波形片簧如图2.1中2，它由厚约为0.7的65Mn钢带制成，油淬、模内回火度HRC4351）及分离套筒组成。由于轴承与套筒间都留有足够径向间隙以保证分离轴承相对于分离套筒可以径向移动1mm左右，所以当膜片相对分离套筒有偏斜时，由于波形片簧能够产生变形，允许分离轴承产生相对的偏斜，以保证膜片弹簧仍能被均匀的压紧，也防止了膜片弹簧分离指处的异常磨损并减少了噪音。另外由于分离指与直径较小的轴承内圈接触，则增大了膜片弹簧的杠杆比。分离套筒支撑着分离轴承并位于变速器第一轴轴承盖的轴颈上，可以轴向移动。分离器结合后，分离轴承与分离杠杆之间一般有34mm间隙，以免在摩擦片磨损后引起压盘压力不足而导致离合器打滑使摩擦片以及分离轴承烧坏。此间隙使踏板有段自由行程。有的轿车采用无此间隙的内圈恒转式结构，用轻微的油压或弹簧力使分离轴承与杠杆端（多为膜片弹簧）经常贴合，以减轻磨损和减少踏板行程。本设计采用自动调心分离轴承，其结构如图2.1所述。图2.1 动调心轴承装置1 分离轴承；2波形弹簧；3分离轴承罩；4分离套筒2.6离合器通风散热的解决措施离合器在工作时会产生很高的温度。在正常使用条件下，离合器的压盘工作表面的温度一般均在180以下，随着其温度的升高，摩擦片的磨损将加快。当压盘工作表面的温度超过200时，摩擦片的磨损速度将急剧升高。同时会降低压盘的传力特性。在更高的使用条件下，该温度有可能达到1000。在高温下压盘会翘曲变形甚至产生裂纹和碎裂；由石棉摩擦材料制成的摩擦片也会烧裂和破坏。为防止摩擦表面的温度过高，除压盘应具有足够的质量以保证有足够的热容量外，还应使其散热通风良好。为此，可在压盘上设置散热筋或鼓风筋；在双片离合器中间压盘体内铸出足够多的导风槽，这种结构措施在单片离合器压盘上也开始应用；将离合器盖和压盘设计成带有鼓风叶片的结构；在保证有足够刚度的前提下在离合器盖上开出较多或较大的通风口，以加强离合器表面的通风散热和清除摩擦产生的材料粉末，在离合器壳上设置离合器冷却气流的入口和出口等所谓通风窗，在离合器壳内装设冷却气流的导罩，以实现对摩擦表面有较强定向气流通过的通风散热等。为防止压盘的受热翘曲变形，压盘应有足够大的刚度。鉴于以上对质量和刚度的要求，一般压盘都设计得比较厚，一般不小于10mm。2.7 本章小结根据任务书中给定的车型，对离合器的结构进行了布置。包括对摩擦片、压紧弹簧、压盘、分离轴承和通风散热结构的设计。第3章离合器基本结构参数的计算和确定3.1 摩擦片内径、外径的确定摩擦片外径D（mm）也可以根据发动机最大转矩Temax（N.m）按如下经验公式选用（3.1）式中：KD直径系数，取值范围见表3.1。表3.1 直径系数的取值范围车型直径系数乘用车14.6最大总质量为1.814.0t的商用车16.018.5(单片离合器)13.515.0(双片离合器)最大总质量大于14.0t的商用车22.524.0由选车型得Temax= 1451.5=217.5Nm，KD =14.6。则将各参数值代入式后计算得 D=215.3mm。根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表3.2。表3.2 离合器摩擦片尺寸系列和参数（即GB145774）外径D/mm160180200225250280300325350内径d/mm110125140150155165175190195厚度h/3.53.54=d/D0.6870.6940.7000.6670.5890.5830.5850.5570.54010.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827单位面积F/106132160221302402466546678应取：摩擦片相关标准尺寸：外径D=225mm 内径d=150mm 厚度h=3.5mm 内径与外径比值C=0.667 1=0.703。3.2摩擦片上单位压力的确定离合器使用频繁,工作条件比较恶劣(如城市用的公共汽车和矿用载重车),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。前面已经初步确定了摩擦片的基本尺寸：外径D=225mm内径d=150mm，厚度h=3.5mm，内径与外径比值C=0.6670 。又初选=1.5运用公式（3.2）可以校核单位压力P： T=PD(1) (3.2)式中：Z单片离合器取2；摩擦系数，可取=0.26。代入相关数据则得：P=0.206MP 。3.3离合器后备系数的确定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。在开始设计离合器时一般是参照统计质料，并根据汽车的使用条件，离合器结构形式等特点，初步选定后备系数。表3.3离合器后备系数的取值范围车型后备系数乘用车及最大总质量小于6t的商用车1.201.75最大总质量为614t的商用车1.502.25挂车1.804.00结合设计实际情况，故选择=1.5。3.4 本章小结本章的设计对于离合器的最终设计是非常重要的，根据给定车型的扭矩、功率，通过经验公式计算出摩擦片的内外径。根据车型的不同选择出适合本车型的后备系数。最后通过摩擦片的尺寸和后背系数计算出摩擦片的单位压力，确定单位压力是否在许用范围内。经过计算单位压力在许用范围内。第4章离合器从动盘总成的设计4.1从动盘的结构从动盘是离合器工作中的重要部件，它位于两片摩擦片之间。用于改善汽车行使的舒适性,并使汽车平稳起步。图4.1说明了离合器从动盘的结构，从动盘主要由从动片，从动盘毂，摩擦片等组成，由下图4-1可以看出，摩擦片1，10分别用铆钉铆在波形弹簧片上，而后者又和从动片铆在一起。从动片3用限位销5和减振盘9铆在一起。这样，摩擦片，从动片和减振盘三者就被连在一起了。在从动片3和减振盘9上圆周切线方向开有6个均布的长方形窗孔，在在从动片和减振盘之间的从动盘毂6法兰上也开有同样数目的从动片窗孔，在这些窗孔中装有减振弹簧8，以便三者弹性的连接起来。在从动片和减振盘的窗孔上都制有翻边，这样可以防止弹簧滑脱出来。在从动片和从动盘毂之间还装有减振摩擦片4。当系统发生扭转振动时，从动片及减振盘相对从动盘毂发生来回转动，系统的扭转能量会很快被减振摩擦片的摩擦所吸收。图4.1 带扭转减振器的从动盘 1，10摩擦片；2波形弹簧片；3从动盘钢片；4摩擦阻尼片；5铆钉；6从动盘毂；7调整垫片；8减震弹簧；9减震盘；4.2 从动盘设计从动盘总成由摩擦片、从动片、减震器和从动盘穀等组成。它虽然对离合器工作性能影响很大的构件，但是其工作寿命薄弱，因此在结构和材料上的选择是设计的重点。从动盘总成应满足如下设计要求：（1）从动盘的转动惯量应尽可能小，以减小变速器换挡时齿轮间的冲击。（2）从动盘应具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，以减小磨损。（3）应安装扭转减震器，以避免传动系共振，并缓和冲击。4.2.1 从动片的选择汽车在行驶中进行换档时，首先要分离离合器，从动盘的转速必然要在离合器换档的过程中发生变化，或是增速（由高档换为低档）或是降速（由低档换为高档）。设计从动片时要尽量减轻质量，并使质量的分布尽可能靠近旋转中心，以获得小的转动惯量。这是因为离合器的从动盘转速的变化将引起惯性力，而使变速器换档齿轮之间产生冲击或使变速器中的同步装置加速磨损。惯性力的大小与冲动盘的转动惯量成正比，因此为了见效转动惯量，从动片都做的比较薄，通常是用1.32.mm厚的薄钢板冲压而成,为了进一步减小从动片的转动惯量,有时将从动片外缘的盘形部分磨至0.651.0mm,使其质量更加靠近旋转中心。为了使离合器结合平顺，保证汽车平稳起步，单片离合器的从动片一般都作成具有轴向弹性的结构，这样，在离合器的结合过程中，主动盘和从动盘之间的压力是逐渐增加的，从而保证离合器所传递的力矩是缓和增长的。此外，弹性从动片还使压力的分布比较均匀，改善表面的接触，有利于摩擦片的磨损。具有轴向弹性的的传动片有以下三种形式：整体式的弹性从动片，分开式的弹性从动片、及组合式弹性从动片。，在本设计中，因为设计的是轿车的离合器，故采可以用整体式弹性从动片，离合器从动片采用2mm厚的的薄钢板冲压而成，其外径由摩擦面外径决定，在这里取225mm，内径由从动盘毂的尺寸决定，这将在以后的设计中取得。为了防止由于工作温度升高后使从动盘产生翘曲而引起离合器分离不彻底的缺陷，还在从动刚片上沿径向开有几条切口。4.2.2 摩擦片的材料的确定摩擦片是离合器中传动系的重要部件。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：（1）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。（2）要有足够的耐磨性，尤其在高温时应耐磨。（3）要有足够的机械强度，尤其在高温时的机械强度应较好。（4）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。（5）磨合性能要好，不致刮伤飞轮及压盘等零件的表面。（6）油水对摩擦性能的影响应最小。（7）结合时应平顺而无“咬住”和“抖动”现象。通过选取,车用离合器上一般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。这种摩擦片的缺点是材料的性能不稳定温度，滑磨速度及单位压力的增加都将摩擦系数的下降和磨损的加剧。所以目前正在研制具有传热性好、强度高、耐高温、耐磨和较高摩擦系数。冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。在该设计中汽车使用条件良好，所以仍选取的是石棉合成物制成的摩擦材料。固紧摩擦片的方法采用较软的黄铜铆钉直接铆接，采用这种方法后，当在高温条件下工作时，黄铜铆接有较高的强度，同时，当钉头直接与主动盘表面接触时，黄铜铆钉不致像铝铆钉那样会加剧主动盘工作表面的局部磨损，磨损后的生成物附在工作表面上对摩擦系数的影响也较小。这种铆接法还有固紧可靠和磨损后换装摩擦片方便等优点。4.2.3 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，它几乎承受发动机传来的全部转矩。它一般采用齿侧对的矩形花键安装在变速器的第一轴上，花键的尺寸可根据摩擦片的外径D与发动机的最大转矩Temax按国标GB114474选取。花键的尺寸选定后应进行强度校核。由于花键的损坏形式主要是表面受力过大而破坏，所以花键要进行挤压应力校核，如果应力偏大可以适当增加花键毂的轴向长度。花键挤压应力校核公式如下：=（MPa）（4.1）式中：P花键的齿侧面压力，它有下式确定： P= （4.2） D ,d分别为花键的外径，内径，m;Z从动盘毂的数目;T发动机最大转矩，N.m;N花键齿数;h花键齿工作高度，m； ; l花键有效长度，m。代入相关数据可得：P=33300N，=18.5MP，该花键毂花键的=18.5MP=20MP，所以该花键毂花键的尺寸合适。表4.1 从动盘毂花键尺寸系列从动盘外径D/发动机转矩/N.m花键齿数n花键外径/花键内径/齿厚/有效齿长l/挤压应力/M160491023183209.81806910262132011.62001081029234251112251471032264301132501961035284351022802751035324401253003041040325401053253731040325451143504711040325501304.3 减震弹簧的设计减震弹簧的材料采用65号弹簧钢丝，即根据布置上的可能性来确定减振器弹簧设计相关尺寸。（1）减振弹簧的分布半径RR的尺寸应尽可能取大些，一般取 R=（0.650.75）d2(式中d为离合器摩擦片内径)所以R=0.71502=52.5mm。（2）减震弹簧数量Z如下表4.2 Z=6。（3）扭转减震弹簧的总压力P P=TR （4.3）式中：T为极限转矩，乘用车取T=2.0 T。T代入上式得：P= TR =2.0 TR=5523N。表4.2 减振弹簧数量选取表离合器摩擦片外径/ 减振弹簧数量Z 225250 46 250325 68 325350 810（4）单个弹簧的工作载荷p （4.4）代入数据得:P= PZ=5523N6=920.5N。（5）减震弹簧尺寸弹簧中径D一般由结构布置来决定,通常D=1115mm左右,取D=11mm弹簧钢丝直径d: 通常d取34mm，所以取d=3mm。弹簧刚度K：（4.4）代入数据得：K= =9206N/m。减振弹簧的最小高度l: l=n(d+)1.1dn=1.146=19.8mm。减振弹簧总变形量： =F/K=0.5mm。减振弹簧自由高度l= l+=26.4+5.20=20.3mm。减振弹簧预变形量=0.2mm。减振弹簧安装工作高度l：l= l=20.1mm。4.4 本章小结本章对从动片、从动盘毂、摩擦片的材料和减震弹簧进行了设计。包括从动片的尺寸、从动盘毂的尺寸。从动盘毂花键的选择通过查表和摩擦片的大小可选择。并对从动盘毂的强度进行了校核。减震弹簧的数量、尺寸、强度也进行了计算。第5章离合器膜片弹簧5.1 膜片弹簧的结构本设计中的压紧弹簧是膜片弹簧。在设计中采用推式结构。膜片弹簧在结构形状上分为两部分。在膜片弹簧的大端处为一完整的截锥体，它的形状像一个无底的碟子和一般机械上用的碟形弹簧完全一样，称作碟簧部分。膜片弹簧的作用机理就是通过其弹性特性改变输入力的大小。通过变形提供压力。碟形弹簧的弹性作用是沿其轴线方向加载，碟簧受压变平，卸载后又恢复原形。可以说膜片弹簧是碟形弹簧的一种特殊结构形式。所不同的是，在膜片弹簧上还包括有径向开槽部分。膜片弹簧上的径向开槽部分像一圈瓣片，它的作用是，当离合器分离时作为分离杠杆。故它又称分离爪。分离爪与碟簧部分交接处的径向槽较宽呈长方圆形孔。这样做，一方面可以减少分离爪根部应力集中，一方面又可用来安置销钉固定膜片弹簧，分离爪根部的过渡圆角R4.5。5.2 膜片弹簧的弹性变形特性膜片弹簧起弹性作用的部分是其碟簧部分，碟簧部分的弹性变形特性和螺旋弹簧是不一样的，它是一中非线性的弹簧，其特性和碟簧部分的原始内截锥高H及弹簧片厚h的比值H/h有关。不同的H/h值可以得到不同的特性变形特性，图5.1画出了几种情况下的弹性特性曲线。一般可以分成下列四中情况：如下图5.1中H/h=0.5的曲线，其曲线形状表现为:通过增加载荷P，从而使变形总是不断增加。这种弹簧的刚度很大，可以承受很大的载荷。=如图5.1中H/h=1.5的曲线，弹性特性曲线在中间有一段很平直，变形的增加,载荷P几乎不变。2如图5.2中=2.75，弹簧弹性曲线变量如图，即当增加变形时，反而减小载荷，有这种特性的膜片弹簧很适合用于作为离合器的压紧弹簧，利用其负刚度区，达到分离离合器时载荷下降,操纵省力的目的，从而选择出更适合的弹性特性。当然负刚度过大也不适宜，以免弹簧工作位置略微变动造成弹簧压紧力过大。如下图5.2，特性曲线中有更大的负刚度不稳定工作区，这种区域的产生会有负值的区域。图5.1 三种不同H/h值时的无因次特曲线图5.2 各种不同H/h值时的无因次弹性变形特性5.3 膜片弹簧的参数尺寸确定5.3.1 R和R/r的选取研究表明，比值越大，弹簧材料的利用率越低。弹簧越硬，弹性特性曲线收到直径误差的影响越大，且应力越大。根据结构布置和压紧力的要求，比值为1.2-1.5。碟形弹簧储存弹性的能力为最大，就是说弹簧的质量利用率和好。为使摩擦片上的压紧力分布较均匀，推式膜片弹簧的R值应取为大于或等于摩擦片的平均半径。因此设计用来缓和冲击，吸收振动等需要储存大量弹性能时的碟簧时选用。对于汽车离合器的膜片弹簧，设计上并不需要储存大量的弹性能，而是根据结构布置与分离的需要来决定，对于R,膜片弹簧大端外径R应满足结构上的要求和摩擦片的外径相适应，大于摩擦片内径，近于摩擦片外径。表 5.1 一些车型膜片弹簧的R和R/r的值车型外径（mm）内径（mm）膜片弹簧大端半径2R（mm）R/r丰田225160206103/81=1.27北京BJ751228150210105/8.5=1.25上海SH771280165252126/103.5=1.21初步确定R=118mm；r=94mm所以，R/r=94/118= 膜片弹簧起始圆锥底角汽车膜片弹簧一般起始圆锥底角在1014之间，代入数值计算可得：=11.3。5.3.3分离指数目、切槽宽、窗孔槽宽、及半径汽车离合器膜片弹簧的分离指数目n12，一般在18左右，采用偶数，便于制造时模具分度切槽宽3mm，10mm，窗孔半径rg一般情况下有（rr）(0.81.4) ,所以取rr=1 =10mm。参考下表 H/h的比值选取计膜片弹簧时，要利用其非线性的弹性变形规律，因此要正确选择其特性曲线的形状，以获得最佳性能。一般汽车汽车膜片弹簧的H/h值的范围在1.52.5之间。我设计的膜片弹簧，H=5.0mm；h=3mm。所以，=1.67。表5.2一些车型膜片弹簧的分离爪数n、切槽宽、及半径车型 n（mm）（mm）r（mm）丰田183.2911北京BJ751183.21113上海SH771183.21112.5雪佛兰183.21010参考上表取n=18，1=3mm，2=10mm，rg=84mm5.3.5压盘加载点半径和支撑环加载点半径的确定应略大于且尽量接近r，应略小于R且尽量接近R。本设计取R1=116mm，r1 =96mm。膜片弹簧应用优质高精度钢板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。国内常用的碟簧材料的为60SizMnA，当量应力可取为16001700N/mm2。5.4 膜片弹簧的计算（1）压紧力p1与变形力1之间的关系=HH()+ （5.1）式中：E弹性模数，钢材料取E=2.010Mp；泊松比，钢材料取0.3； h弹簧片厚，3mm； H碟簧部分内截锥高，5mm； R碟簧部分外半径（大端半径），118mm； r碟簧部分内半径，94mm； L膜片弹簧与压盘接触半径，116mm； l支承环平均半径，96mm。设 =，=，将、代入公式(7.1)，可化简为：= ln()(-)+1 （5.2）把有关数值代入上述各式，得：P=11777.88 =2.4=0.1440.6757+0.9385令d/d=0 得：0431-1.35+0.938=0凸点：1=0.7mm p1=3366N 凹点：1=5.5mm p1=3416N图6.3 膜片弹簧弹性特性曲线（1）膜片弹簧的强度计算假定膜片弹簧在承载过程中其子午断面刚性地绕此断面上的某中性点O转动。断面在O点沿圆周方向的切向应变为零，故该点的切向应力为零，O点以外的点均存在切向应变和切向应力。现选定坐标于子午断面，使坐标原点位于中性点O。令X轴平行于子午断面的上下边，则断面上任意点的切向应力为： (5.3) 为了分析断面中断向应力的分布规律，将（5.3）式写成Y与X轴的关系式： (5.4) 图6.4 切向应力在子午断面的分布由上式可知，当膜片弹簧变形位置一定时，一定的切向力t在X-Y坐标系里呈线性分布。当时，因为的值很小，我们可以将看成，由上式可写成。此式表明，对于一定的零应力分布在中性点O而与X轴呈角的直线上。从式6-4可以看出X=-e时无论取任何值都有。显然，零应力直线为K点与O点的连线，在零应力直线内侧为压应力区，外侧为拉应力区，等应力直线离应力直线越远，其应力越高。有次可知，碟簧部分内缘B处切向应力最大，A处切向应力最大，分析表明，B点的切应力最大，计算膜片弹簧的应力只需校核B处应力就可以了，将B点的坐标X=（e-r）和Y=h/2带入（5.5）式有：（5.5）令可以求出切向压应力达极大值的转角由于： mm所以：，tB =-2213N/mm2B点作为分离指根部的一点，在分离轴承推力F2作用下还受有弯曲应力：（5.6）式中 n分离指数目 n=18 br单个分离指的根部宽 br=11.16mm rB=690N/mm2由于rB是与切向压应力tB垂直的拉应力，所以根据最大剪应力强度理论，B点的当量应力为：jB=rBtB=1523MpajBBj=1700Mpa膜片弹簧的设计应力一般都稍高于材料的局限，为提高膜片弹簧的承载能力，一般要经过以下工艺：先对其进行调质处理，得到具有较高抗疲劳能力的回火索氏体，对膜片弹簧进行强压处理（将弹簧压平并保持1214h），使其高应力区产生塑性变形以产生残余反向应力，对膜片弹簧的凹表面进行喷丸处理，提高弹簧疲劳寿命，对分离指进行局部高频淬火或镀铝，以提高其耐磨性。故膜片弹簧和当量应力不超出允许应力范围，所以用设数据合适。5.5 本章小结在设计的时候先了解膜片弹簧的结构特点，对其变形和加载方式有所了解，最后有目的的选择膜片弹簧的结构参数尺寸，根据公式计算出其弹性特性曲线，如果该曲线不符合本离合器的使用要求，调整结构参数，再次计算，最终得到合适的曲线，选择合适的工作点，如B点，A点等。第6章离合器盖总成的设计6.1压盘尺寸的确定由于摩擦片的的尺寸在前面已经确定，故压盘的内外径也可因此而确定。压盘的外径D=230mm，压盘内径d=155mm。在离合器的结合过程中，由于滑磨功的存在，每结合一次都要产生大量的热，而每次结合的时间又短，因此热量根本来不及全部传到空气中去，这样必然导致摩擦副的温升。在频繁使用和困难条件下工作的离合器，这种温升更为严重。它不仅会引起摩擦片摩擦系数的下降，磨损加剧，严重时甚至会引起摩擦片和压盘的损坏。由于用石棉材料制成的摩擦片导热性很差，在滑磨过程中产生的热主要由飞轮和压盘等零件吸收，为了使每次接合时的温升不致过高，故要求压盘有足够大的质量以吸收热量。压盘应具有足够大的刚度，以保证在受热的情况下不致产生翘曲变形，而影响离合器的彻底分离和摩擦片的均匀压紧。鉴于以上两个原因压盘一般都做得比较厚（载重汽车上一般不小于15mm），但一般不小于10mm。在该设计中，初步确定该离合器的压盘的厚度为15mm。在初步确定该离合器压盘厚度以后，应校核离合器接合一次时的温升，其接合一次的温升不得超过810。若温升过高可以适当增加压盘的厚度。根据下面公式（5.1）来进行校核： = （6.1）式中：温升，； L滑磨功，N.m,L=0.5JW= ,m=m=4.551kg；分配到压盘上的滑磨功所占的百分比：单片离合器压盘=0.5；C压盘的比热容，对铸铁压盘，C=481.4J/(kgc)；m压盘质量。根据公式（6.1）代入相关数据可得:=2.39 此数值=2.39810，故该厚度符合要求。6.2压盘的传力方式的确定压盘是离合器的主动部分，在传递发动机转矩时，它和飞轮一起带动从动盘转动，所以它必须和飞轮连接在一起，但这种连接应允许压盘在离合器的分离过程中能自由的沿轴向移动。如前面所述采用采用传动片式的传力方式。由弹簧钢带制成的传动片一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上，为了改善传动片的受力情况，它一般都是沿圆周布置。6.3 压盘和传力片的材料选择压盘形状一般比较复杂，而且还需要耐磨，传热性好和具有较高的摩擦系数，故通常用灰铸铁铸造而成，其金相组织呈珠光体结构，硬度为HB170227，其摩擦表面的光洁度不低与1.6。为了增加机械强度，还可以另外添加少量合金元素。在本设计中用材料为3号灰铸铁JS1，工作表面光洁度取为1.6。传力片的作用是在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转，分离时，又可利用它的弹性来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。选择三组，每组2片，每片厚度h=1mm，由钢带65Mn制成，传力片上孔间距离l=50mm，孔的直径d=6mm6.4 离合器盖的设计对离合器盖结构设计的要求：（1）应具有足够的刚度，否则将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，亚种时使摩擦面不能彻底分离。为此可采取如下措施：适当增大盖得板厚，一般为2.5-4.0mm；在盖上冲制加强肋或在盖内周边处翻边；尺寸大的离合器盖可改用铸铁铸造。（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。对中方式采用定位销或者定位螺栓。（3）盖的膜片弹簧支撑处应具有高的尺寸精度。（4）为了便于通风散热，防止摩擦面表面温度过高，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。6.5 本章小结离合器盖总成包括压紧弹簧、离合器盖、压盘、传力片、分离杠杆和支撑环。本章对离合器的压盘、离合器盖等主动部分进行了设计。保证动力传递要求的强度，同时为了满足设计要求对各个零件进行了材料选择。第7章分离装置和操纵机构的设计7.1 分离套筒和分离轴承的设计分离轴承在工作中主要承受轴向力，在离合器分离时，由于分离轴承的旋转，在受离心力的作用下，还承受径向力。在传统离合器中采用的分离轴承主要有径向止推轴承和止推轴承。而在现代汽车离合器中主要采用了角接触式的径向推力球轴承，并由轴承内圈转动。自位分离轴承和分离套筒通过波形弹簧装配在一起成为一体，波形弹簧小端卡紧在轴承套筒座的外凸台部位，其大端压紧轴承外圈的内端面，依靠摩擦把分离轴承与轴承套筒连在一起。这种轴承的内外圈可由80Cr2轴承钢冲制加工而成。轴承中分布了15个钢球。在本设计中，由前面选择的花键毂花键的尺寸（外径32，内径26），因而根据花键尺寸初选轴套、分离轴承和分离套筒及轴颈之间的尺寸分离轴承必须进行润滑，本设计采用的润滑方式为定期进行润滑，在分离套筒上开有用来注润滑油的缺口，而在离合器壳上装有注油杯并用软管通到分离套筒的缺口处。分离套筒的有关结构见装配图。7.2 操纵机构的机构形式为减轻司机的疲劳，踏板力应尽可能的小，又保证有一定的感觉，所以踏板力和行程应如下：轿车：80130N；载货汽车：150200N；踏板最大行程175mm。本设计踏板力F=120N,踏板行程=150mm，踏板储备行程25mm。7.3 操纵机构的设计计算离合器踏板行程与压盘的升程有如下关系： (7.1）式中：为分离轴承与分离杆之间的间隙，本操纵系统有间隙自动调整机构，=0；为摩擦片与飞轮、压盘之间的间隙，对于单片离合器=0.751.3mm。现取值为1.15mm；为摩擦面数目，单片为2；为分离杠杆传动比，=2.89；为机械操纵机构传动比， (7.2) 根据人体工程学所要求的踏板行程值，按下式初定： (7.3) 式中：=150-25=125mm；=0.85。将数据代入式中得：= 16。一般离合器操纵机构的传动比如表6.2所示。用校核离合器踏板力是否合适： (7.4) 式中：为压盘的分离载荷；为系统效率，一般取0.80.9，现取值为0.9；代入相关数值得：=112.7N图7.1 操纵机构示意图7.4 本章小结本章对分离装置进行了设计，主要是分离轴承个分离套筒的设计，本离合器使用的是膜片弹簧，分离轴承使用的是自动调心式。操纵机构设计的东西比较少，主要是踏板力和踏板行程的计算。操纵机构中采用了棘轮式间隙自动调整机构，分离轴承与分离杠杆间可以不留间隙。结论本设计根据给出的设计要求和设计参数，确定了离合器的基本结构和主要尺寸，阐述了推式膜片弹簧离合器的原理和组成。通过计算画出推式膜片弹簧离合器的成品图。在计算中，首先确定摩擦片外径尺寸，然后根据该尺寸对其他部件总成进行了计算和设计。通过计算校核摩擦片外径尺寸，计算选择出其他部件的外形尺寸，再对其进行校核，确定是否能达到设计要求。设计包括摩擦片的内外径计算、其他系数的确定；从动盘的设计就要显得多一些，包括从动片的尺寸设计，从动盘毂的设计，最后要进行扭转减震器的设计计算。根据膜片弹簧基本参数之间的约束关系，初步确定了膜片弹簧的尺寸参数，并通过优化程序得出了膜片弹簧尺寸的优化值，并进一步确定了膜片弹簧的工作点，同时进行了强度校核。在设计中遵循了分离彻底、接合柔和、操纵轻便、从动部分转动惯量小的离合器设计要点。而且离合器尺寸合适，适合安装，能高效率传递发动机扭矩，符合国家标准。参考文献1阮中堂,联轴器、离合器设计选用指南M, 北京,化学工业出版社 2005-102刘惟信,汽车最优化设计M, 清华大学出版社 2002-73王望予.汽车设计M. 机械工业出版社.2006.4李硕根,杨兴骏,互换性与技术测量M, 中国计量出版社 2005-95机械设计手册编委会,机械设计手册M, 机械设计出版社 2007-36张毅，潘可耕，刘红波.离合器及机械变速器M.化学工业出版社.2005.7陈家瑞.汽车构造 M. 机械工业出版社.2005.8汽车标准汇编（2000-2004）M.中国汽车技术研究中心标准研究所，2005.9余仁义,梁涛.汽车离合器操纵机构的设计J.专用汽车.2003.10张卫波.汽车膜片弹簧离合器智能优化设计技术研究J.中国工程机械学报2007(01)：677011阎春利，张希栋.汽车离合器膜片弹簧的优化设计J.林业机械与木工设备, 2006，3：333512司传胜.汽车膜片弹簧离合器的优化设计J.林业机械与木工设备, 2004，12：333413禇祥元.汽车离合器膜片弹簧的优化设计J.轻型汽车技术.2005.14浦定真.膜片弹簧离合器的设计与研究J.汽车技术,2006,6.15林明芳等.汽车离合器膜片弹簧的优化设计J.汽车工程，2003,216程汉应.汽车离合器摩擦片数量选择及其参数优化设计J.汽车工程，2001,717肖文颖，许海华.离合器膜片弹簧的优化设计J.公路与汽运，2007,418Ahern,Kathy,Manathunga,Catherine.clutch-Starting Stalled Research Students. Innovative Higher Education.2004，22 :23725419LiuWeixin,GePing,LiWei.OptimalDesignTorsionalDampersinAutomobileClutch.ProceeDingsoftheInternationalConferenceonCADofMachinery.2001.致谢本设计是在石老师的悉心指导下完成的。不仅使我掌握了研究方法，而且指正了我很多学习中和设计中的不足，在设计过程中每次遇到难题都会在老师的指导下迎刃而解，使我能够更好的完成此次设计。毕业设计作为最后一门课程，是对大学四年所学知识的一个回顾与总结。通过这几个月的毕业设计让我的对汽车零部件的构造有了更深的认识。在设计过程中也增强了绘图软件及word的使用能力，为以后的工作打下了好基础本设计从最初的方案选取到完成，每一步都是在老师的指导下完成的，倾注了老师大量的心血。没有老师的悉心指导，就没有今天的成绩。在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。同时也感谢在设计过程中帮助过我的同学们！我会永远记住这在大学的最后的美好时光！附录How Does the Clutch WorkThe clutch is a device to engage and disengage power from the engine, allowing the vehicle to stop and start.A pressure plate or “driving member” is bolted to the engine flywheel, and a clutch plate or “driven member” is located between the flywheel and the pressure plate. The clutch plate is spline to the shaft extending from the transmission to the flywheel, commonly called a clutch shaft or input shaft. When the clutch and pressure plates are locked together by friction, the clutch shaft rotates with the engine crankshaft. Power is transferred from the engine to the transmission, where it is routed through different gear rations to obtain the best speed and power to start and keep the vehicle moving.The flywheel is located at the rear of the engine and is bolted to the crankshaft. It helps absorb power impulses, resulting in a smoothly-idling engine and provides momentum to carry the engine through its operating cycle. The rear surface of the flywheel is machined flat and the clutch components are attached to it. The driving member is commonly called the pressure plate. It is bolted to the engine flywheel and its main purpose is to exert pressure against the clutch plate, holding the plate tight against the flywheel and allowing the power to flow from the engine to the transmission. It must also be capable of interrupting the power flow by releasing the pressure on the clutch plate. This allows the clutch plate to stop rotating while the flywheel and pressure plate continues to rotate.The pressure plate consist of a heavy metal plate, coil springs or diaphragm spring, release levers (fingers), and a cover. When coil springs are used, they are evenly spaced around the metal plate and located between the plate and the metal cover. This places an even pressure against the plate, which in turn presses the clutch plate tight against the flywheel. The cover is bolted tightly to the flywheel and the metal pate is movable, due to internal linkages. The coil springs are arranged to exert direct or indirect tension on the metal plate, depending upon the manufacturers design. Three release levers (fingers), evenly spaced around the cover, are used on most pressure plates to release the holding pressure of the springs on the clutch plate, allowing it to disengage the power flow. When a diaphragm spring is used instead of coil springs, the internal linkage is necessarily different to provide an “over-center” action to release the clutch plate from the flywheel. Its operation can be compared to the operation of an oilcan. When depressing the slightly curved metal on the bottom of the oilcan, it goes over-center and gives out a loud “clicking” noise; when released, the noise is again heard as the metal returns to its original position. A click is not heard in the clutch operation, but the action of the diaphragm s

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