毕业设计（论文）-别克英朗轿车2015款自动豪华型汽车离合器设计.doc

全套图纸加扣3012250582广西科技大学鹿山学院毕业设计题 目： 汽车离合器设计 别克英朗轿车2015款自动豪华型汽车离合器 系 别： 汽车工程系 专业班级： 车辆114班 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 副教授 二一五 年 五 月 二十 日全套图纸加扣3012250582摘要 在机械传动系中离合器作为一个独立的总成，在汽车传动系中它直接与发动机连接。离合器最主要的作用是中断以及实现和发动机对汽车传动系的动力传输的要求，以保证汽车在起步时发动机与传动系能够顺利接合，并使汽车的平稳起步；而当换挡时可将发动机与传动系迅速分离，降低变速器中的换挡齿轮之间的冲击；同时也能够限制传动系统承受的最大转矩，避免传动系统因发生过载而使零部件损坏。离合器有很多的类型，而其中膜片弹簧离合器是运用最为广泛的，其扭矩大、结构简单、零件数目少、质量轻、制造成本低，适合大批量生产。本次研究就根据别克英朗2015款轿车性能参数对推式膜片弹簧离合器进行分析研究设计。本次设计主要针对拉式膜片弹簧离合器各部分展开计算设计工作，介绍有关结构选择及设计、参数计算、计算方法和校核试验的计算方法。重点考虑离合器的结构尺寸、各零部件结构及参数和离合器所选用的材料等几个方面。 关键词： 离合器、膜片弹簧、从动盘、摩擦片、压盘、离合器盖广西科技大学鹿山学院本科生毕业设计（论文）Abstract In the mechanical transmission system clutch as an independent assembly,automobile transmission which is directly connected with the engine. The clutch is the most important power transmission interruption and the realization and the engine of automobile transmission system,to ensure that the car in the beginning, the engine and transmission system can successfully engage. And realization the car has a smooth start. When the shift can be quickly separated from the engine and transmission system,reduces transmission gear shift of the impact. And it can be limit transmission system under the maximum torque, to avoid the transmission system overload occurs and the damage of components. There are many types of clutch, and the diaphragm spring clutch is widely used, large torque、simple structure、fewer parts、quality of light and low cost of manufacture, and suitable for mass production. This researched word is based The 2015 Buick Excelle performance parameter to analysis、research and design of Pull the diaphragm spring clutch. This design mainly to calculation and design workof each Pull the diaphragm spring clutch parts. Introduced computing method of the clutch structure selection and design、Calculated parameters and check test. We consider the structure size of the clutch、each parts structure and parameter、materials of clutch, and so on. Keywords： clutch、diaphragm spring、drivendisc、friction plate、pressure plate、clutch cover、releasebearings广西科技大学鹿山学院本科生毕业设计（论文）前言自2009年中国成为世界汽车第一生产大国和消费大国以来，通过这几年的发展，我国汽车行业有了长足的进步，技术的不断研发进步带动了国产自主品牌汽车的飞速发展。汽车工业目前是我国经济发展的支柱型产业，也将带动我国自主品牌汽车更加成熟，走向世界。可以想象的是，随着当今汽车工业的飞速发展，受益的是整个汽车产业，汽车越来越先进，传统的技术已满足不了如今不断挑战高度的汽车工业。所以汽车离合器也必须在原有的技术基础上不断地改进与完善，以适应当代汽车对其的高要求。就离合器技术方面，近年来汽车的各项性能指标在不断地提升，例如发动机的转速、功率等都在提升，故现今对离合器的要求也越来越高。就离合器的结构形式来说，传统老式的推式膜片弹簧离合器已满足不了现在汽车性能的需求，逐渐被拉式所替代。因此，如何改进提升离合器工作可靠性、使用寿命、传递转矩能力、操纵便捷性等是现代汽车离合器产业的发展方向。在我们设计离合器的时候，必须按标准取选择计算离合器的结构和其参数，保证离合器能够满足设计的基本要求。广西科技大学鹿山学院本科生毕业设计（论文）目录1 离合器的概述11.1 离合器基本组成11.2 汽车离合器的功用11.3 离合器的种类12 离合器设计的方案论证22.1. 研究车型的选择22.2. 离合器设计的基本要求22.3. 离合器的结构形式选择32.3.1. 从动盘数的选择42.3.2. 压紧弹簧和其布置形式的选定52.3.3. 拉式和推式膜片弹簧离合器的结构形式选择63 从动盘总成设计93.1 摩擦片的设计93.1.1 离合器摩擦片的性能要求93.1.3 摩擦片基本性能参数的选定113.1.4 摩擦片的校核计算153.1.5 摩擦片与波形片铆接的铆钉设计与强度校核计算173.2 从动盘毂的设计193.3 从动片设计203.4 扭转减振器的设计213.4.1 扭转减振器的功用和组成213.4.2 扭转减振器的线性特征213.4.3 扭转减振器的主要参数223.4.4 减振弹簧主要尺寸参数243.5 波形片设计273.6 减振器阻尼片的设计284 膜片弹簧设计294.1 膜片弹簧的结构特点294.2 膜片弹簧的基本参数选择304.3 膜片弹簧强度计算324.4 膜片弹簧的优化设计335 离合器盖总成设计355.1 离合器盖设计355.2 压盘的设计355.3 传动片设计37结束语40参考文献42附录43全套图纸加扣30122505821 离合器的概述在汽车传动系统中，离合器是最重要的组成部分之一，一般安装在汽车发动机飞轮之后与发动机相联接，在汽车运行中，依靠离合器的联接与分离，达到发动机与传动系以及驱动轮之间的结合或断开的目的。 1.1 离合器基本组成在采用内燃机的汽车之中，它将传动系与发动机两者连接，并传递发动机输出的动力，并且是作为一个独立的部分进行的。现今，在各类汽车中运用最为广泛的是摩擦式离合器，它是一种通过主、从动两个部分之间的接合时的摩擦力来传输动力扭矩并且能按驾驶需求进行分离或接合的装置，它包括主、从动部分，压紧机构和操纵机构这四个主要部分 刘惟信主编.汽车设计M.清华大学出版社，2001，其组成如下：表21 离合器的分类 王望予主编.汽车设计（第4版）M.机械工业出版社，2004.8离合器主动部分飞盘离合器盖压盘从动部分从动盘压紧机构压紧弹簧操纵机构分离叉分离轴承离合器踏板传动部件 1.2 汽车离合器的功用1) 确保汽车能够实现平稳的起步2）确保汽车在行驶时能够平顺地更换档位3）能够有效的防止系统发生过载 1.3 离合器的种类汽车所用的离合器一般会分成摩擦式、电磁式离合器和液力变矩器这三种形式。摩擦式离合器主要通过两个接触面中产生的摩擦力形式以达到传递发动机所输出的转矩的效果；而电磁离合器则是通过电磁力的作用来传递发动机传递出的转矩；液力变矩器则主要是借助液体之间的产生流动与压力进行对转矩的传递。2 离合器设计的方案论证 2.1. 研究车型的选择随着汽车工业的不断发展，汽车发动机技术的不断进步，相比于之前传统的汽车发动机，现在的汽车发动机无论是转速还是功率都有了长足进步，加之现今电子科技在汽车上被运用的越来越广，所以造成对于离合器的各个性能上的要求也变得愈来愈高。而且针对不同的汽车类型，也都会根据车型研究与之相契合的离合器，这不仅能使汽车拥有更高的传动性能，提高汽车工作效率，也应允了如今能源匮乏的现况。 此次自己已经初步选定对别克英朗2015款自动豪华型轿车进行研究，分析设计计算一款与其相匹配的离合器。 这款别克英朗轿车为一款紧凑型轿车，四门五座三厢车。别克英朗定位中端车，是别克品牌的又一杰作，也是别克品牌首款五门轿跑车。说是轿跑，但英朗车型也是经济型轿车的一大体现，内外兼备，却又定位中端，面向中级市场，是很多普通大众家庭所能接受的类型。仅仅从英朗的市场定位来看，就应该能够知道这款车型的动力性能不俗，故对匹配的离合器也有很大的要求，需要一款能够与之相契合的离合器，这是非常重要的。按照英朗车型的设计要求，初步选定的该型汽车性能设计基本参数如下表：表22 别克英朗2015款自动豪华型车型别克英朗发动机最大转功率（kw）84/6000最大转矩（NM)/(r/min)143/4400整车质量（kg）1255轮胎规格205/55 R16最高车速（km/h）180轮胎半径（m）0.316变速器低档传动比ig3.46主减速器传动比i06.0结合上述所给出的汽车各性能的基本参数，根据要求进行对离合器的相关计算及设计工作。 2.2. 离合器设计的基本要求离合器作为切断以及实现发动机和传动系之间动力传递的工具，其工作性能的好坏能够直接影响到发动机和传动系之间的动力传递的可靠性。为确保设计出的离合器能够拥有较好的工作性能，所以在对离合器进行设计时，必须确保所设计出的离合器满足以下几点要求：（1） 汽车在任何行驶工况下工作的时候，离合器能够有效地传递其发动机所输出的最大转矩，保证其工作的可靠性。（2） 离合器的操纵机构要做到工作时快捷轻便、精准，且离合器分离时要迅速、彻底，结合时要完全、平顺，保证汽车的平稳起步和换挡的平顺。（3） 为了能够有效减小汽车在换挡过程中变速器的换挡齿轮之间产生的冲撞以及减少同步器的在工作中的磨损，所以从动部分转动惯量尽可能的小。（4） 应拥有能够满足要求的强度以及较好的动平衡，提高离合器工作的可靠性。（5） 离合器应尽可能的减少传动系在转动时发生的振动，而且拥有吸振、缓冲、降噪等效果。（6） 在离合器工作时，摩擦材料的摩擦因数和从动盘上的作用力都会随离合器工作的改变而发生改变，而其变化量必须要适当的小。（7） 设计的离合器结构要尽量简易、质量尽可能小，拥有较好的吸散热能力，同时便于批量生产与进行拆装、检修等。 2.3. 离合器的结构形式选择在汽车工业不断发展的今天，各类汽车中应用最为广泛的为盘形摩擦离合器，而摩擦离合器有干式和湿式两种形式，较湿式摩擦离合器相比，干式离合器应用更为广泛也最为常见，所以此次设计就主要对干式盘形离合器进行研究。这种类型的离合器按从动盘数不同、压紧弹簧结构的不同、压紧弹簧布置结构形式的不同以及离合器分离时作用力方向的不同的分类也不同 Minh, Vu Trieu. Clutch control and vibration reduction for a hybrid electric vehicleJ. EN,2012,2267，具体分类参照表2-3。表23 摩擦离合器的分类 尹维贵主编.汽车底盘构造与维修（第2版）M.机械工业出版社，2011摩擦离合器按从动盘数目分类单片双片多片按弹簧布置形式分类圆周布置斜向布置中央布置按弹簧形式分类膜片弹簧圆柱螺旋弹簧圆锥螺旋弹簧按作用力方向分类拉式推式 2.3.1. 从动盘数的选择按从动盘数目来分，能够分成为单片、双片和多片这三种结构类型。每种结构类型都有着自己所侧重的地方以及优劣，参照下表24。表2-4 从动盘三种类型的优劣及适用车型类型优点缺点应用车型单片离合器结构简单、较为紧凑，较好的吸散热性能，便于检修校调；从动部分转动惯量小，保证其在进行分离时彻底、结合平顺不适合用于最大转矩较大的汽车上一般用于乘用车和最大总质量小于6t的商用车双片离合器较大的转矩传递能力，传递相同转局时径向尺寸小，踏板力相对较小因为分离行程较大而导致不易分离彻底；摩擦片易发生温度过高现象；较为复杂的结构且轴向尺寸大大多数用在传递的转矩较大、径向尺寸受到一定限制的情况下多片离合器接合平顺、其表面温度较低，所以表面磨损较小，寿命一般比较长多为湿式摩擦离合器，分离行程较大导致分离时不够彻底，其质量较大，结构尺寸也大主要用于最大总质量比14吨大的商用车的行星齿轮变速器的换挡机构通过资料研究分析得出结论，选定使用单片摩擦离合器。因为我所研究的车型为紧凑型轿车，且该车型的整车质量为1225Kg且发动机转矩也不大，布置空间较小，故采用单片离合器最为符合。而且相对于双片和多片结构，单片离合器更有明显优势，不仅其结构更为的简单同时也更有利于进行检修与校调，也可确保离合器在工作时能够分离得更为全面，故而应用于许多微型车、乘用车、轻型载货汽车之中。综上所诉，本次离合器的设计选定单片从动盘进行设计研究。2.3.2. 压紧弹簧和其布置形式的选定确定采用的从动盘数之后，接下来便是要进行对离合器压紧弹簧布置形式的选择。摩擦离合器在一般情况下可以将其分为干式、湿式，其中湿式是将其浸在油中，这便于散热。干式则相反。具体按要求的详细的分类如上表23所示。 针对我们所设计的汽车，相对于其它的结构形式来说膜片弹簧有很多的优点，也更加符合所设计车辆的要求。首先，膜片弹簧主要是由碟簧、分离指两部份所构成的。通过和前面所叙述的三种布置结构形式相对比，发现膜片弹簧结构形式存在很大的优势：具有较理想的非线性弹性特征，弹簧压力一般不会发生改变，因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变。，结构设计更为简单且紧凑，轴向尺寸较小使得零件数目较少，加之质量也相对轻，所以在设计中容易实现较好的通风散热效果，这样也更有利于拥有较长的使用寿命。在离合器高速旋转做工的时候，还能够平顺的完成接合工作且不发生抖动，拥有较好的工作可靠性。膜片弹簧大端圆部分的整个圆周都和压盘通过支承点相联接，故其工作时受力较为均匀，一定程度上避免摩擦不均等现象的发生。以上就是膜片弹簧针对其他布置结构形式的突出点，不能说它全是优点，相反也是有许多需要重视的缺点，主要变现在其要求的制造工艺较为复杂，就如今的制造工艺来说是一个挑战，并且其制造成本较高昂，同时还有对其材质有较高的要求，结构尺寸设计上也必须要考虑到这些因素，并且生产中开口处刚度不足经常会发生断裂的情况。同时在设计中不得不就针对的车型选择最好的设计方案。随着新世纪以来汽车工业的不断发展，带动汽车零部件的加工工艺的不断进步，制造工艺和设计方面也得到一定程度的完善和提高，换句话说现在所遇到的问题正被逐渐攻破。综上所述，结合以上四种离合器压紧弹簧布置形式以及本次设计所选择的车型来进行分析研究，对比每一种的优劣，决定选择此次采用如今被广泛使用的膜片弹簧离合器进行研究设计。 2.3.3. 拉式和推式膜片弹簧离合器的结构形式选择一般膜片弹簧离合器分离时按弹簧受力方向的不同可分为拉式和推式两种形式 Qinyu Niu. Clutch control during starting of AMTJ. Procedia Engineering,2010,7。而两种结构的支承形式都不相同，其中推式膜片弹簧的支承结构按支承数目来说有三种形式 ：无支承环形式 （图21 ） 、单支承环形式（图22）以及双支承环形式（图23）三种形式。而拉式膜片弹簧按结构形式同样可以分为无支承环（图24a）和单支承（图24b）两种不同的结构形式。推式膜片弹簧离合器中的膜片弹簧安装方向，与拉式结构相反。分离离合器时，膜片弹簧内端受力方向指向压盘 许兆棠、刘永臣主编.汽车构造（下册）M.国防工业出版社，2012。推式双支承环图23a的结构形式，使用台肩式铆钉将膜片弹簧、两支承环与离合器盖定位铆接，结构较为简单、可靠。与拉式相比，推式膜片弹簧离合器结构更为的简单可靠，便于维修时拆装与调校，可靠性好。拉式膜片弹簧分离指与分离轴承套筒总成嵌装在一起，这需要专门的分离轴承。而英朗车系是别克汽车中的一款中低端轿车，采用拉式膜片弹簧离合器无疑会增加其制造成本与维修困难程度。而推式却相反。综上所述，本次设计最终选择的是：单片推式膜片弹簧离合器。3 从动盘总成设计从动盘作为离合器中主要组成的一部分，从动盘的设计直接关系到离合器的整体工作性能好坏。其主要组成结构有：从动盘毂 、从动片 、摩擦片、扭转减振器等。其结构组成如下图31所示。 3.1 摩擦片的设计摩擦片是离合器设计中的关键部分，离合器的工作就是依靠主从部分通过摩擦片进行对转矩的传输，达到自由控制汽车传动的效果。3.1.1 离合器摩擦片的性能要求 因为摩擦片对于离合器的重要性，在对摩擦片进行设计中必须考虑到它的高度要求，使得设计出的离合器符合所期待的要求。（1）保证要有较高的摩擦特性，在进行工作时受工作温度、单位压力、滑磨速度的影响应尽可能小。（2）具有较好强度的同时还应具备优质的耐磨能力，在使用时避免将压盘磨损。 （3）材料密度尽可能的小且拥有较好的热稳定性能，在离合器长期不使用的情况下不会发生相粘现象，使得运行时不能完成工作要求。（4）在离合器进行接合的过程中不应出现抖动等情况。3.1.2 摩擦片基本尺寸参数的确定 摩擦片外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。首先，必须要选定汽车直径系数，参考系数如下表所示： 表31 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根据该表，结合所选设计车型，故英朗轿车选取=14.6 。可根据所已知的发动机最大转矩Temax（Nm）结合选定的直径系数按公式计算出摩擦片外径D，参考表2-2给出的发动机最大转矩Temax ，计算如下： =174.591mm （31）式中：-直径系数，=14.6 ； -发动机的最大转矩，Temax=143Nm。 故本次设计的离合器摩擦片外径尺寸D =174.591,mm。确定摩擦片尺寸的参数参考汽车用离合器面片 ：表32 摩擦片尺寸标准表 GB/T 57641998.汽车用离合器面片S. 工标网，1998发动机的最大转矩/(Nm)摩擦片的外径D/mm内径d/mm厚度h/mm内外径之比D/d单位面积F/mm2重负荷中等负荷极限负荷1301501702251503.50.667221001702002302501553.50.620302002402803202801653.50.589402002603103603001753.50.583466003203804503251903.50.5855460041048055035019540.5576780051060070038020540.54072900 在选定好摩擦片外径后再根据上表汽车用离合器面片中汽车离合器摩擦片标准系列基本参数尺寸，结合英朗轿车的发动机最大转矩Temax =143Nm，只有选取摩擦片外径D=225mm最为合适，故取D =225mm。接下来根据选定的摩擦片外径D = 225mm，通过表3-2摩擦片标准尺寸表得到对应的离合器摩擦片内径取d=150mm，对应的摩擦片的厚度选取h=3.5mm，故根据外径和内径得出内外径之比=0.667mm。对摩擦片内径与外径、厚度选定之后，便可计算出内径与外径比值c的值，而后，便可通过计算得出摩擦片的平均摩擦半径Rc的值，根据以下公式 ： （32）因为mm 0.6，故平均摩擦半径Rc可通过下列公式更为准确的计算： （33） 将、或、的数值代入公式3-3，计算得 Rc = 93.75mm 。3.1.3 摩擦片基本性能参数的选定摩擦片性能参数中后备系数和单位压力P0都是离合器设计中非常之重要的两个参数。 1） 后备系数 的选定 对离合器设计而已后备系数 是非常重要的，因为你所选定的后备系数将直接影响到离合器是否能够有效的传递发动机的最大转矩，同时离合器静摩擦力矩 Tc 也与后备系数 和发动机最大转矩Temax 有着很密切的联系，即定义式为，故在设计过程中，Tc 需大于发动机的最大转矩Temax，所以在选定后备系数时要结合所选车型的综合情况来分析确定，要选择最为适合所设计车型的后备系数。各种类的型汽车的后备系数取值范围如下表所示 ：表 33 各类型汽车 值的取值范围汽车的类型轿车、微型车、轻型货车1.21.75中型、重型货车1.52.25越野车、带拖挂的重型汽车、牵引汽车1.84.0按照上表所给出的各个类型汽车的后备系数取值区间显示，结合别克英朗紧凑型轿车的情况，选择后备系数 的值在1.2至1.75之间选取，但最终确定 的值还需考虑很多方面的因素：重量较小的汽油机汽车且为单片离合器的，其设计的离合器尺寸也不会太大，故其后备系数也就相应选小些的值；汽车常行驶的工况也将会影响到对后备系数的选定，通常在较好使用条件下且发动机的使用缸数也不会太多，故所选的后备系数 值也相对较小。综合上述后备系数选取条件及说明，然后根据表3-3的各汽车后备系数取值范围，最后再结合所选汽车的类型、性能状况等，英朗汽车的后备系数最终选取 =1.35 。故根据其定义式，代入所选的后备系数 以及Temax ，所得为 = 193.05 Nm （34）式中： 后备系数，=1.35； 发动机最大转矩，=143Nm；（其中已知所选英朗汽车发动机最大转矩为143 Nm ，而后备系数 以选定值为1.35 。） 2）摩擦面数Z 、摩擦因数和离合器间隙 的选定 摩擦面数选定摩擦面数Z是根据所选汽车离合器的所需要的传递转矩的大小和它的尺寸结构来进行决定的，一般情况下为单片离合器时它的会是2，也就是它的两倍。按照这样推断，本次设计的是采用单片离合器结构。故此部分摩擦面数= 2 。 摩擦因数f选定在离合器中摩擦片所选的每种不同材料都有着不同的摩擦因数，这些都是其材料本身所决定的，在不同的车型上，会根据不同车型的不同要求去选择摩擦片的使用材料和其摩擦因数，因为摩擦因数受很多因素的影响，工作温度、压力和传输的转矩大小等都会对摩擦片的工作性能效果产生很大的影响。以下是各种离合器摩擦片材料的摩擦因数 f 的取值范围 ：表34 离合器摩擦片材料的摩擦因数的取值范围 李瞬酩、刘献栋.汽车底盘现代设计M.国防工业出版社,2013摩擦材料摩擦因数石棉基材料模压0.200.25编织0.250.35粉末冶金材料铜基0.250.35铁基0.350.50金属陶瓷材料0.4通过对上表所有摩擦材料以及结合英朗汽车本身性能来分析，初步选择使用石棉基模压材料，根据表可以得到选定的摩擦因数取= 0.25 。离合器间隙 的选定通常离合器间隙指的是在汽车运行过程中正常接合且在回位弹簧通过回位作用力将分离套筒拉回后极限位置的时候，一般在分离轴承和其分离杠杆内部会保留一丝间隙，以达到离合器在摩擦片正常磨损时还能够处于完全接合的效果。一般情况下，离合器间隙在 3至4 mm之间。本次设计选用离合器间隙 =3 mm。3）单位压力P0单位压力P0和后备系数 同样重要，因为单位压力对于摩擦片表面耐磨性起决定性的作用。同时在很大程度上会影响到汽车离合器的使用寿命的长短及其工作性能的忧劣，所以 在选择摩擦片单位压力是必须要结合发动机后背功率 、后备系数 、摩擦片材料结构尺寸等来进行分析决定其单位压力取值。通过公式算出摩擦片单位压力 P0 的值，公式如下： （35）故通过转换，即 （36）代入所已知的、的值，通过计算得出结果，单位压力 = 0.184MPa 。式中： 后备系数， =1.35； 发动机最大转矩，=143Nm； 摩擦片的摩擦因数，=0.25； 摩擦片外径，=225mm； 摩擦片的摩擦面数； 摩擦片内、外径之比， =0.667。经过计算得出单位压力 P0 = 0.184MPa ，再根据摩擦片单位压力P0 取值范围表11，验证离合器摩擦片选用的材料是否适合，各种类型摩擦片材料所对应不同单位压力取值范围见表3-5 。表35 离合器摩擦片单位压力 P0值取值范围 王霄锋主编.汽车底盘设计(第1版)M.清华大学出版社,2010摩擦片材料单位压力Po/M Pa石棉基材料模压0.150.25编织0.250.35粉末冶金材料铜基0.350.50铁基金属陶瓷材料0.701.50在选择单位压力值范围时，必须考虑几点，当该汽车经常在城市环路上跑时，单位压力 P0 应适当的小 ；同时汽车离合器被使用率较大时单位压力 P0 应取小值；当汽车发动机后备系数 较小时，也应选择较小的单位压力值；所选的汽车离合器的摩擦片外径相对较大的情况下，选择的 P0 适当的小些；而当所选择的的汽车离合器的后备系数 相对较大时，需选择较大些的单位压力值。综上所述，经过上步计算最终得出的单位压力 P0 值为0.184MPa，通过查表3-5，单位压力值在 0.150.25 之间。故得出结论：该别克英朗轿车离合器使用的离合器摩擦片材料为石棉基模压材料，符合此设计要求。 3.1.4 摩擦片的校核计算经过前面两个小节完成对摩擦片主要参数的选择及其计算，现在已经初步确定了这些基本的重要参数，一般我们设计时会采用先初步选定再进行校核的方式对之前选择的基本参数进行一次检验，因为这些参数是设计离合器摩擦片的基础，对应的会极大影响到所设计的离合器的结构尺寸及其工作性能，所以必须对这些参数进行检验是否能够达到设计预定的性能及能够有效的完成其对应的工作任务。1） 摩擦片外径的校核 在选定摩擦片的外径 后，应该对其进行校核，约束条件为其最大圆周速度 需不大于65 70 m/s，以防止在运行过程中摩擦片发生飞离导致工作失效，根据以下计算公式得 ： （37）式中：- 发动机的最大转速，； - 离合器摩擦片的最大圆周速度；根据已给出和选定的基本参数进行代入，而后经过计算得出最大圆周速度= 51.836 m/s 6570m/s，所计算出的 的值符合标准范围，故此表明所取得摩擦片外径是合理的，且符合设计要求。2） 摩擦片内外径之比的校核 在选定了离合器的摩擦片外径D（mm）之后，便根据标准规格要求选定了其相应的摩擦片内径 （mm）的值，但是根据校核标准，所选的摩擦片的内径 和摩擦片外径 D之间的比值需在0.53 0.70这个范围之内才算符合设计要求，即：（其中公式中： ，为摩擦片内径与外径之间的比值； 为汽车离合器的摩擦片内径值； 为汽车离合器的摩擦片外径值。）代入所选定的内径与外径的值，计算得出 = 0.667 ，在合理范围0.530.70之内，故表明摩擦片外径与内径两数值的取值合理，符合设计要求。3）后备系数 的校核作为离合器设计当中的一个重要参数，后备系数的取值必须进行验证校核，因为它在接下来的设计过程当中是非常重要的，关系到汽车离合器是否能够有效传递出其发动机最大转矩的工作性能可靠度、是否能够完成实际工作性能需求和能有效防止传动系过载等方面，因此要求汽车后备系数 的取值在1.24.0范围之间，即： 本次设计所采用的后备系数取值为 = 1.35 ，在合理取值范围内，符合设计要求。4） 离合器摩擦片的单位摩擦面积传递转矩Tc0 的校核 摩擦片的单位面积的传递转矩Tc 0 是汽车离合器传递转矩的能力和保护过载的能力的体现，所以在计算时，Tc0 应适当的小于它的许用值Tc0，其许用值的选择如表3-6所示。10表6 单位摩擦面积传递转矩的许用值离合器规格D/mm210210250250325325/ 10-20.280.300.350.50 根据公式可计算出Tc0 ： （38）式中：-摩擦片单位面积传递的的转矩的允许值； -摩擦片的摩擦面数，=2； Tc -离合器的静摩擦力矩，Tc =193.05Nm； 计算得出Tc0 =0.4310-2Nm/mm2 。5）因为离合器滑磨时会产生热负荷，从而会使摩擦片发生损坏，为降低这些不良影响，我们所用的单位压力P0，应在适当的范围之内，即 0.10MPa1.50MPa此次设计所用的单位压力P0=0.184MPa，在最大范围之内 ，符合要求。6） 在汽车起步时，离合器会产生滑磨，摩擦片表面温度会随之增高，当温度过高时会导致摩擦片产生烧伤从而影响摩擦片使用寿命和其作用效果，所以每当离合器进行接合的时候，其单位摩擦面积的滑磨功需小于它的许用值，如下 （39）式中，- 单位摩擦面积滑磨功（J/mm2）； - 单位摩擦面积滑磨功的许用值，乘用车的许用值=0.40（J/mm2）； W- 汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功（J）；其中W可根据以下公式计算得出 （310）式中，ma -汽车总质量（kg），ma=1255kg； rr -轮胎滚动半径（m），轮胎规格为205/55R16，故其滚动半径 ，子午线轮胎常量F=3.05，d为轮胎自由直径，其d=20555%2+1625.4=0.632m，代入算得其滚动半径rr =0.307m； ig -汽车起步时所用变速器档位的传动比，本次选用的ig=3.46； io -主减速器传动比，本次选用的io =6.0； ne -发动机转速，其计算时乘用车取ne =2000 r/min；根据计算得W=6019.38J，将W的值代入式3-9，即得出数据w 0.136 J/mm2。 根据要求，此时w w，符合设计要求。按照上述所选定的摩擦片基本参数绘制的三维模型如下：图32 摩擦片模型3.1.5 摩擦片与波形片铆接的铆钉设计与强度校核计算之前已经对所选用的摩擦片材料进行了说明，本次设计选用的摩擦片材料是石棉基摩擦材料，并且选择铆钉将摩擦片和从动片使用铆接的方式，因为铆接的连接方式更为可靠也便于摩擦片的更换。在这里，设计时铆钉的位置半径即为摩擦片的平均半径 ，即可得出铆钉的位置半径为93.75，且使用36颗铆钉进行铆接，铆钉规格选用 36，选用材料为号钢。故对铆钉进行校核，如下单颗铆钉所受到的最大剪切应力，即 （311）代入数值计算得= 42.37 N；根据式323所计算出的值，可计算出其抗剪切应力强度与从动片的抗压性能强度，即 （312） （313）式中，-铆钉孔直径（mm），参照规格标准，则 = 3.2 mm； -单个铆钉的抗剪面数，参照规格标准， = 2 ； -铆接件中被铆的较薄板的厚度，通常取 = 1.7mm； 根据所选择的铆钉规格可知道其 和各自的许用值为、。将已知的参数值，分别代入式324和式325中进行计算，即 符合设计要求。 根据上述对连接摩擦片铆钉的设计计算，绘制铆钉三维模型如下：图33 连接摩擦片铆钉三维模型 3.2 从动盘毂的设计在离合器当中，主要是依靠从动盘毂来承受载荷，同时也承受来自发动机所传递的全部的转矩。大多数情况下使用的是齿侧对中的矩形花键，并且安装于汽车变速器中的第一轴上，其使用的花键尺寸一般依据离合器摩擦片的外径D和发动机最大转矩Temax 来进行取值，参照下表3-6进行选定。表36 从动盘毂花键的尺寸 罗永革、冯樱主编.汽车设计（第1版）M.机械工业出版社，2011摩擦片的外径D/mm发动机的最大转矩Temax /（Nm）花键尺寸挤压应力s e/ MPa齿数n外径D/mm内径d/mm齿厚t /mm有效齿长l /mm160491023183209.81806910262132011.620010810292342511.122514710322643011.325019610352843510.228027510353244012.530030410403254010.532537310403254511.435047110403255013.0为防止从动盘毂在花键轴上滑动的时候发生偏移导致离合器分离时不彻底，所以一般情况下从动盘毂的轴向长度不能过小，经常取1.0 1.4 倍的花键轴直径。在选择从动盘毂材料时，一般采用的是40Cr ，35号或45号锻钢，通过调质处理，并且其表面与心部的硬度通常在26 32 HRC范围内，本次设计选用材料为45号锻钢。根据本次设计的离合器参数发动机最大转矩 Temax = 143 Nm和摩擦片外径D = 225mm，通过表3 - 6，可得出所选定的花键尺寸为 ：花键齿数 n = 10；花键外径 D=32mm；花键内径d=26mm；花键齿厚t =4mm；花键齿长l =30mm；挤压应力s e = 11.3MPa。通过下列公式进行计算验证，即挤压应力： （314）其中： （315） （316）式(3.11)、(3.12)、(3.13)中，为从动盘毂花键齿数，本次n=10；为发动机最大转矩，=143Nm；为花键齿长，=30mm；为从动盘毂数目，=1；为花键外径，=32mm；为花键内径，=26mm；为花键齿侧面压力；根据公式计算得；将参数代入式3-13，得h=3，再将h代入式3-12，算得花键齿侧压力=9862.06N，最后将的值代入式(3.11)，计算得出花键的挤压应力=10.95MPas e，符合要求。根据设计要求绘制三维模型如下：图34 从动盘毂三维模型3.3 从动片设计一般情况下，从动片由钢板冲压制成，厚度通常在1.32.5 mm范围内，且要求从动片不能过重，要轻，且必需拥有较好的轴向弹性性能，同时对于离合器从动片还需拥有较高的平面度与硬度。其一般选用的材料有中碳钢（如50 号）或者低碳钢（如10号 ）且其表面硬度在35 40HRC。本次设计取从动片厚度为2 mm，材料为50号中碳钢。而且将从动片和波形弹簧分开式设计，最后使用铆钉将其两个进行铆接。根据本次设计要求绘制的从动盘模型如下：图35 从动片三维模型 3.4 扭转减振器的设计3.4.1 扭转减振器的功用和组成一般来说扭转减振器主要组成结构有弹性元件和阻尼元件等，弹性元件一般为减振弹簧或者橡胶，而阻尼元件一般则为阻尼片 陈家瑞主编.汽车构造（下册）M.机械工业出版社，2009.2。弹性元件和阻尼元件都有各自的作用。总的来说，扭转减振器一般具有下面几点功能：（1） 能够提增扭振阻尼的同时还能够有效遏制发生扭转共振，加之减小瞬态扭振，并减小怠速时变速器以及主减速器的噪声和扭振。 （2）降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系扭转固有频率 龚微寒主编.汽车现代设计制造M.人民交通出版社,1995。 （3）在不稳定行驶工况下工作时，能够有效减缓传动系受到的冲击，同时也能够使离合器接合更加的平稳顺畅。3.4.2 扭转减振器的线性特征总体来说，扭转减振器可分别具有线性和非线性两种基本特征。其中具有非线性的扭转减振器一般运用于柴油机汽车之中，而单级线性的减振器一般运用于汽油机汽车当中。汽油机汽车所采用的单级线性扭转减振器，其基本使用圆柱螺