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毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车工程系专业、班级指导教师姓名职称助教从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称轻型车膜片弹簧离合器设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、研究现状目前国产离合器已经能够全面覆盖国内各种车型产品并具有足够的研发、制造和供货能力，干摩擦式离合器仍将是“十一五”期间汽车动力系统中的主要应用部件。在技术目标方面，离合器的可靠性和寿命指标要达到或接近国外同类产品水平，传递转矩超过 3000 牛米的大容量重型离合器要形成批量供货，要掌握 AT、LTD、DCT 和 DMF 等关键技术，在离合器及其电子操控系统的集成开发方面取得突破，建立离合器的综合自动检测系统，以及建立模拟工况和实车试验标准，形成更为完善的离合器产品评价体系。对于轻型车，发动机传出的转矩较小，目前广泛采用单片干式摩擦离合器，其中膜片弹簧式离合器因有众多优点而被广泛采用。分离操纵机构多采用结构简单、工作可靠的机械式操纵机构，钢丝绳索软轴式的操纵机构。 膜片弹簧离合器的操纵机构曾经都是采用压式结构，即离合器分离时膜片弹簧弹性杠杆内端的分离指处是承受压力。目前，膜片弹簧离合器的压式操纵已为拉式结构所取代。后者的膜片弹簧为反装，并将支撑圈移到膜片弹簧的大端附近，使结构简化、零件减少、拆卸方便；膜片弹簧的应力分布也得到改善，最大应力下降；支持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。而在压式结构中支撑圈的磨损会形成间隙而增大踏板的自由行程。 在摩擦片方面，国生产的汽车摩擦材料品种(配方)比较单一，大多是一种配方用于多种车型，这不仅使摩擦材料的效益不能充分发挥，而且与我国幅员辽阔，路况不一的地理条件极不相称。国外摩擦材料产品品种较多，大体上是按所能承担的负载(温度、速度、比压)耐磨性能分档，同时列出所能覆盖的车种，如小客车、载货车等。用户根据汽车车型种类、使用条件和要求选配。例如，前西德 TEXTAR 公司在 1976 年即具有 20 种汽车鼓式制动衬片配方，并完整地提供产品的摩擦系数、速度、温度、压力和磨损特性。 我国汽车摩擦材料类别(材质、工艺)开发在近 10 年来已取得很大进展，如半金属无石棉盘式衬块和石棉布基缠绕离合器面片的开发与制造已取得效益，而国外先进国家却已取消有石棉的汽车摩擦材料产品的制造，对于汽车离合器面片全部采用缠绕制品。因为缠绕制品高速旋转的抗破裂强度高，接合平稳性好，适合高速汽车的需要。 产品系列化在我国目前还未成定局，这是由于受到众多引进汽车的困扰，但许多厂家已作了有益的探索。 由于石棉对人体具有致癌作用，从 70 年代起，国外就出现了汽车摩擦材料无石棉化的发展趋势。以钢、陶瓷、玻璃代替石棉增强纤维，所制成的无石棉摩擦材料不仅避免了环境污染，而且还具有高温摩擦系数稳定、磨损小的优点。目前，美国生产的汽车摩擦材料已全部采用了无石棉材料，而欧洲国家的新车前轮盘式制动器制动衬片基本采用了无石棉制品，后轮鼓式制动制动衬片部分采用石棉制品，日本也在积极开展无石棉汽车摩擦材料的开发。 我国汽车摩擦材料目前绝大部分仍是石棉制品，只有少数引进的轿车生产厂家采用了无石棉汽SY-025-BY-3车摩擦材料，但无石棉汽车摩擦材料的研究与开发引起了国内生产厂家及科研单位的高度重视。 2、选题目的、意义随着国内外经济的飞速发展，人们的生活水平日渐提高，汽车这个昔日的奢侈品逐渐走进更多的寻常百姓家，汽车的市场需求也逐渐增大，而日益严峻的资源、环境问题也逐渐成为汽车发展的影响因素，为了保证汽车市场的稳健发展，又保证合理利用资源、保护环境，我们需要更先进的汽车制造技术。进行离合器的设计，就是要从最基本做起，积累经验，总结教训，为将来从事相关事业打好基础，最终推动汽车事业的发展。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、研究的基本内容 （1） 、离合器结构方案的确定 （2） 、离合器基本参数的计算 （3） 、摩擦离合器的滑磨及其热工况 （4） 、离合器工作过程的图分析法（5） 、离合器主要零件的设计计算（6） 、离合器操纵机构设计（7） 、CAD 绘制装配图、零件图2、拟解决的主要问题 （1） 、通过资料，掌握离合器的设计方法 （2） 、选择设计所需要的发动机参数，确定离合器结构方案 （3） 、进行设计计算，确定个元件的参数、尺寸，完成 CAD 图纸 （4） 、毕业设计说明书格式规范，设计思路清晰，方案选择合理，具有可行性，图纸绘制符合制图标准,结构合理，满足设计要求。三、技术路线（研究方法）选择轻型车发动机参数结构方案分析从动盘数量选择压紧弹簧布置形式选择膜片弹簧支撑形式压盘驱动方式离合器主要参数选择离合器基本参数、膜片弹簧基本参数的计算与优化离合器主要零部件的结构设计操纵机构的设计绘制装配图、零件图四、进度安排（1）资料收集、学习，完成开题报告 第 12 周（3 月 2 日3 月 15 日）（2）选择设计所需要的发动机参数，初步确定结构方案 第 3 周（3 月 16 日3 月 22 日）(3) 离合器主要参数的选择 第 45 周（3 月 23 日4 月 5 日）（4）离合器基本参数、膜片弹簧基本参数的选择与优化 第 6 8 周（4 月 6 日4 月 26 日）（5）离合器主要零部件的设计，操纵机构的设计 第 9 11 周（4 月 27 日5 月 17 日）（6）完成设计说明书，完成图纸绘制 第 1214 周（5 月 18 日6 月 7 日）（7）设计审核、修改第 1516 周（6 月 8 日6 月 21 日）（8）答辩准备以及答辩第 17 周 （6 月 22 日6 月 29 日）五、参考文献1 刘惟信.汽车设计.北京:清华大学出版社,2001.2 王望予.汽车设计.第 3 版.北京:机械工业出版社,2000.3 余志生.汽车理论.第 3 版.北京:机械工业出版社,2000.4 张洪欣.汽车底盘设计.北京:机械工业出版社,1998.5 臧杰.阎岩.汽车构造.北京.机械工业出版社,20056汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册.制造篇.北京:人民交通出版社,2001.7汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册.设计篇.北京:人民交通出版社,2001.8 龚溎义.机械设计课程设计图册.北京:高等教育出版社,1989.9 陈家瑞.汽车构造.北京：人民交通出版社，2001. 10 杨可桢.程光蕴.李仲生.机械设计基础.第 5 版. 北京:北京高等教育出版社,200611 吴宗泽.罗圣国.机械设计课程设计手册.第 3 版. 北京:高等教育出版社,200612 刘朝儒.彭福荫.机械制图.第 4 版. 北京:北京高等教育出版社,200113Wood TM. Validation ofpublication ofnew names and new com-binations previously effectively published outside the IJSBJ. In-ternational Journal ofSystematic Bacteriology, 1998, 48: 631-632.14 Malinovskaya IM, KosenkoLV, VotselkoSK, eta.l Role ofBa-cillusmucilaginosus Polysaccharide in degradation of silicatemin-eralsJ.Mikrobiologiya, 1990, 59(1): 49-55.15 Aldrich C, FengD.Removal of heavymetals from wastewater ef-fluents by biosorptive flotationJ. Minerals Engineering, 2000,13: 1129-1138.六、备注指导教师意见：签字： 年 月 日SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车工程系专业、班级指导教师姓名职称助教从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称轻型车膜片弹簧离合器设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、研究现状目前国产离合器已经能够全面覆盖国内各种车型产品并具有足够的研发、制造和供货能力，干摩擦式离合器仍将是“十一五”期间汽车动力系统中的主要应用部件。在技术目标方面，离合器的可靠性和寿命指标要达到或接近国外同类产品水平，传递转矩超过3000牛米的大容量重型离合器要形成批量供货，要掌握AT、LTD、DCT和DMF等关键技术，在离合器及其电子操控系统的集成开发方面取得突破，建立离合器的综合自动检测系统，以及建立模拟工况和实车试验标准，形成更为完善的离合器产品评价体系。对于轻型车，发动机传出的转矩较小，目前广泛采用单片干式摩擦离合器，其中膜片弹簧式离合器因有众多优点而被广泛采用。分离操纵机构多采用结构简单、工作可靠的机械式操纵机构，钢丝绳索软轴式的操纵机构。 膜片弹簧离合器的操纵机构曾经都是采用压式结构，即离合器分离时膜片弹簧弹性杠杆内端的分离指处是承受压力。目前，膜片弹簧离合器的压式操纵已为拉式结构所取代。后者的膜片弹簧为反装，并将支撑圈移到膜片弹簧的大端附近，使结构简化、零件减少、拆卸方便；膜片弹簧的应力分布也得到改善，最大应力下降；支持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。而在压式结构中支撑圈的磨损会形成间隙而增大踏板的自由行程。 在摩擦片方面，国生产的汽车摩擦材料品种(配方)比较单一，大多是一种配方用于多种车型，这不仅使摩擦材料的效益不能充分发挥，而且与我国幅员辽阔，路况不一的地理条件极不相称。国外摩擦材料产品品种较多，大体上是按所能承担的负载(温度、速度、比压)耐磨性能分档，同时列出所能覆盖的车种，如小客车、载货车等。用户根据汽车车型种类、使用条件和要求选配。例如，前西德TEXTAR公司在1976年即具有20种汽车鼓式制动衬片配方，并完整地提供产品的摩擦系数、速度、温度、压力和磨损特性。 我国汽车摩擦材料类别(材质、工艺)开发在近10年来已取得很大进展，如半金属无石棉盘式衬块和石棉布基缠绕离合器面片的开发与制造已取得效益，而国外先进国家却已取消有石棉的汽车摩擦材料产品的制造，对于汽车离合器面片全部采用缠绕制品。因为缠绕制品高速旋转的抗破裂强度高，接合平稳性好，适合高速汽车的需要。 产品系列化在我国目前还未成定局，这是由于受到众多引进汽车的困扰，但许多厂家已作了有益的探索。 由于石棉对人体具有致癌作用，从70年代起，国外就出现了汽车摩擦材料无石棉化的发展趋势。以钢、陶瓷、玻璃代替石棉增强纤维，所制成的无石棉摩擦材料不仅避免了环境污染，而且还具有高温摩擦系数稳定、磨损小的优点。目前，美国生产的汽车摩擦材料已全部采用了无石棉材料，而欧洲国家的新车前轮盘式制动器制动衬片基本采用了无石棉制品，后轮鼓式制动制动衬片部分采用石棉制品，日本也在积极开展无石棉汽车摩擦材料的开发。 我国汽车摩擦材料目前绝大部分仍是石棉制品，只有少数引进的轿车生产厂家采用了无石棉汽车摩擦材料，但无石棉汽车摩擦材料的研究与开发引起了国内生产厂家及科研单位的高度重视。 2、选题目的、意义随着国内外经济的飞速发展，人们的生活水平日渐提高，汽车这个昔日的奢侈品逐渐走进更多的寻常百姓家，汽车的市场需求也逐渐增大，而日益严峻的资源、环境问题也逐渐成为汽车发展的影响因素，为了保证汽车市场的稳健发展，又保证合理利用资源、保护环境，我们需要更先进的汽车制造技术。进行离合器的设计，就是要从最基本做起，积累经验，总结教训，为将来从事相关事业打好基础，最终推动汽车事业的发展。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1、研究的基本内容 （1）、离合器结构方案的确定 （2）、离合器基本参数的计算 （3）、摩擦离合器的滑磨及其热工况 （4）、离合器工作过程的图分析法（5）、离合器主要零件的设计计算（6）、离合器操纵机构设计（7）、CAD绘制装配图、零件图2、拟解决的主要问题 （1）、通过资料，掌握离合器的设计方法 （2）、选择设计所需要的发动机参数，确定离合器结构方案 （3）、进行设计计算，确定个元件的参数、尺寸，完成CAD图纸 （4）、毕业设计说明书格式规范，设计思路清晰，方案选择合理，具有可行性，图纸绘制符合制图标准,结构合理，满足设计要求。压紧弹簧布置形式选择三、技术路线（研究方法）结构方案分析选择轻型车发动机参数膜片弹簧支撑形式压盘驱动方式从动盘数量选择离合器主要零部件的结构设计离合器基本参数、膜片弹簧基本参数的计算与优化离合器主要参数选择绘制装配图、零件图操纵机构的设计四、进度安排（1）资料收集、学习，完成开题报告 第12周（3月2日3月15日）（2）选择设计所需要的发动机参数，初步确定结构方案 第 3 周（3月16日3月22日）(3) 离合器主要参数的选择 第45周（3月23日4月5日）（4）离合器基本参数、膜片弹簧基本参数的选择与优化 第 6 8 周（4月6日4月26日）（5）离合器主要零部件的设计，操纵机构的设计 第9 11周（4月27日5月17日）（6）完成设计说明书，完成图纸绘制 第1214周（5月18日6月7日）（7）设计审核、修改第1516周（6月8日6月21日）（8）答辩准备以及答辩第 17 周（6月22日6月29日）五、参考文献1 刘惟信.汽车设计.北京:清华大学出版社,2001.2 王望予.汽车设计.第3版.北京:机械工业出版社,2000.3 余志生.汽车理论.第3 版.北京:机械工业出版社,2000.4 张洪欣.汽车底盘设计.北京:机械工业出版社,1998.5 臧杰.阎岩.汽车构造.北京.机械工业出版社,20056汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册.制造篇.北京:人民交通出版社,2001.7汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册.设计篇.北京:人民交通出版社,2001.8 龚溎义.机械设计课程设计图册.北京:高等教育出版社,1989.9 陈家瑞.汽车构造.北京：人民交通出版社，2001. 10 杨可桢.程光蕴.李仲生.机械设计基础.第5版. 北京:北京高等教育出版社,200611 吴宗泽.罗圣国.机械设计课程设计手册.第3版. 北京:高等教育出版社,200612 刘朝儒.彭福荫.机械制图.第4版. 北京:北京高等教育出版社,200113Wood TM. Validation ofpublication ofnew names and new com-binations previously effectively published outside the IJSBJ. In-ternational Journal ofSystematic Bacteriology, 1998, 48: 631-632.14 Malinovskaya IM, KosenkoLV, VotselkoSK, eta.l Role ofBa-cillusmucilaginosus Polysaccharide in degradation of silicatemin-eralsJ.Mikrobiologiya, 1990, 59(1): 49-55.15 Aldrich C, FengD.Removal of heavymetals from wastewater ef-fluents by biosorptive flotationJ. Minerals Engineering, 2000,13: 1129-1138.六、备注指导教师意见：签字： 年 月 日 黑龙江工程学院本科生毕业设计PAGE 40PAGE 47摘 要离合器是汽车传动系中的重要部分，对汽车的性能起着重要的作用。这次设计离合器是主要目的是利用传统的设计方法，学习传统方法中的基本步骤，了解设计过程，把学过的知识综合的运用到设计过程中，从而更坚实的掌握学过的知识。所设计的离合器是膜片弹簧离合器，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：摩擦片外径的确定，离合器后备系数的确定，单位压力的确定。并进行了总成设计主要为：分离装置的设计（包括分离轴承、分离套筒等），以及从动盘设计包括从动片设计和从动盘毂设计，主动部分的设计，包括压盘、离合器盖设计、弹性传动片设计，其中离合器盖的设计只是简单的设计，操纵机构的设计是大体上计算出踏板的行程、踏板力，是否符合人体工程学要求。扭转减震器中的螺旋弹簧的设计。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.The clutch designed is diaphragm spring clutch, the design manual detailed the process of the diaphragm spring clutch designing of light vehicle structure, including parameter selection and calculation process.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 (including the separation of bearings, sleeve separation, etc.), 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 Plate; Friction Disc.目 录摘要 Abstract 第1章 绪论 1 1.1 研究背景1 1.2 研究现状21.3 研究内容3第2章 离合器结构方案选取42.1 设计参数和结构要求42.2 结构设计42.2.1 从动盘数及干湿式选择42.2.2 压紧弹簧结构形式及布置42.2.3 压盘驱动方式62.2.4 分离轴承类型72.2.5 离合器通风散热措施82.3 本章小结8第3章 离合器基本参数确定93.1 摩擦片内外径及其他尺寸计93.2离合器后备系数的确定93.3单位压力P的确定103.4 本章小结11第4章 离合器从动盘设计 124.1从动盘结构简要介绍124.2 从动盘设计 134.2.1从动片的选择和设计134.2.2从动盘毂的设计144.2.3 摩擦片的材料选取及与从动片的固紧方式164.3 扭转减震器简单介绍174.4 减震弹簧设计184.5 本章小结20第5章 压盘与离合器盖的设计215.1 压盘传力方式的选择215.2 压盘的几何尺寸的确定215.3压盘和传动片的材料选择 225.4离合器盖的设计 245.5 本章小结24第6章 分离装置和操纵机构的设计256.1分离杆的设计256.2离合器分离套筒和分离轴承的设计256.3操纵机构踏板力和行程266.4 操纵机构的结构形式276.5 操纵机构的设计计算286.6 本章小结29第7章 离合器膜片弹簧的设计307.1 膜片弹簧的结构特点307.2膜片弹簧的变形特性和加载方式317.3 膜片弹簧的弹性变形特性317.4 膜片弹簧的参数尺寸确定327.4.1 H/h比值的选取337.4.2 R及R/r确定337.4.3 膜片弹簧起始圆锥底角347.4.4 膜片弹簧小端半径r及分离轴承的作用半径r347.4.5 分离指数目n、切槽宽、窗孔槽宽、及半径r347.4.6 承环的作用半径l和膜片与压盘接触半径L347.4.7 膜片弹簧材料357.5 膜片弹簧的计算357.6 本章小结40结论41参考文献42致谢43附录44第1章 绪 论 1.1 研究背景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。 a） b）图1.1 离合器工作原理图1飞轮；2从动盘；3离合器踏板；4压紧弹簧；5变速器第一轴；6从动盘毂在机械式传动系统中，离合器作为一个独立的部件而存在。它实际上是一种是一种依靠其主、从动件之间的摩擦来传递动力且能分离的机构，图1.11简单阐述了离合器的工作原理。离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的部件，用来分离或给发动机与变速器之间的动力传递2。其基本功用有三1：第一：在汽车起步时，通过离合器主动部分（和发动机曲轴相连）和从动部分（与变速器第一轴相接）之间的滑磨、转速的逐渐接近，使旋转着的发动机和原来静止的传动系平稳地联接起来，以保证汽车平稳起步。第二：当变速器换档时，通过离合器主从动部分的迅速分离来切断动力传递，以减轻换档时齿轮间的冲击，便于换档。第三：当传给离合器的扭矩超过其所能传递的最大力矩（即离合器的最大摩擦力矩）时，其主从动部分将产生相对滑磨。这样离合器就起着保护传动系防止其过载的作。由于离合器上述三方面的功用，使离合器在汽车结构上有着举足轻重的地位。1.2 研究现状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3。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802000N.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1。甚至某些总质量达2832t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2。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。1.3 研究内容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。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 离合器结构方案选取汽车离合器广泛采用摩擦离合器，本次设计也是采用摩擦式，要根据选定车型的参数进行机构方案的选择。2.1设计参数和结构要求选定车型的参数在表2.1中有详细描述。表2.1 选定车型的参数名称参数发动机最大功率及转速90Kw/6000rpm发动机最大转矩及转速160 N.m/4200rpm整备质量1240kg主减速比5.104变速器低档传动比3.83轮胎型号195/60 R15在设计离合器时，应根据车型的类别，使用要求制造条件以及“三化”（系列化，通用化，标准化）要求等，合理选择离合器的结构。 在离合器的结构设计时必须综合考虑以下几点： 1. 保证离合器结合平顺和分离彻底; 2. 离合器从动部分和主动部分各自的连接形式和支承; 3. 离合器轴的轴向定位和轴承润滑; 4. 运动零件的限位，离合器的调整。2.2 结构设计结构设计的各项要求，在本设计中都将全面的考虑，并采用相应的措施予以实现。2.2.1 从动盘数及干湿式选取 选取单片干式摩擦离合器，因为这种结构的离合器结构简单，调整方便，轴向尺寸紧凑，分离彻底，从动件转动惯量小，散热性好，采用轴向有弹性的从动盘结合平顺，广泛用于轿车及微、中型客车和货车上，在发动机转矩不大于1000N.m的大型客车和重型货车上也有所推广。2.2.2 压紧弹簧的结构形式及布置离合器的压紧弹簧的结构形式有：圆柱螺旋弹簧、矩形断面的圆锥螺旋弹簧和膜片弹簧等。可采用沿圆周布置、中央布置、和斜置等布置形式。根据本所设计的离合器的已知系数和使用条件选取膜片弹簧离合器比较合适。作为压紧弹簧的所谓膜片弹簧，是由弹簧钢冲压成的，具有“无底碟子”形状的截锥形薄壁膜片，且自其小端在锥面上开有许多径向切槽，以形成弹性杠杆，而其余未切槽的大端截锥部分则起弹簧作用。膜片弹簧的两侧有支承圈，而后者借助于固定在离合器盖上的一些（为径向切槽数目的一半）铆钉来安装定位。当离合器盖用螺栓固定到飞轮上时，由于离合器盖靠向飞轮，后支承圈则压膜片弹簧使其产生弹性变形，锥顶角变大，甚至膜片弹簧几乎变平，图2.11描述了膜片弹簧离合器的工作原理，同时在膜片弹簧的大端对压盘产生压紧力使离合器处于结合状态。当离合器分离时，分离轴承前移膜片弹簧压前支承圈并以其作为支点发生反锥形的转变，使膜片弹簧大端后移，并通过分离钩拉动压盘移到膜后移使离合器分离。膜片弹簧离合器具有很多优点：首先，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此设计摩擦片磨损后，弹簧压力几乎不变，且可以减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对称的，因此其压紧力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著缩短了轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，摩擦均匀，也易于实现良好的通风散热等。图2.1 膜片弹簧离合器的工作原理图 （a）自由状态； （b）压紧状态； （c）分离状态膜片弹簧的安装有正装和反装。正装应用于压式操纵机构，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。反装应用于拉式操纵机构，将支承圈在膜片弹簧的大端附近，原理如图2.22b,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，原理如图2.2a,设计选用压式操纵机构，即膜片弹簧正装。 图2.2 拉式操纵机构与压式操纵机构的原理 (a) 一般压式操纵 (b) 拉式操纵2.2.3 压盘的驱动方式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，在不传递扭矩时，又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。压盘与飞轮的连接方式或驱动方式有：凸块窗孔式、传力销式、键式以及弹性传动片式等如图2.32,近年来广泛采用弹性传动片式。因为另外几种方式有一个共同的缺点，即连接之间有间隙（如凸块与窗孔之间的间隙约为0.2mm）。这样在传动时将产生冲击和噪声，甚至可能导致凸块根部产生裂纹而造成零件的早期破坏。另外，在离合器分离时，由于零件间的摩擦将降低离合器操纵部分的传动效率。弹性传动片是由薄弹簧钢冲压而成（见图2.4e），其一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上，且一般用34组（每组23片）沿圆周切向布置以改善传动片的受力状况，这时，当发动机传动片时受拉，当由车轮滑行时反转受压。这种利用传动片驱动压盘的方式不紧消除了上述缺点，而且简化了结构，降低了对装配精度的要求且有利于压盘的定中。所以该离合器采用弹性传动片。decba图2.3 压盘的驱动方式a凸块窗孔式；b传力销式；c键槽指销式；d键齿式；e弹性传动片式2.2.4 分离轴承的类型 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2.42。它有旋转轴承，轴承罩，波形片簧如图2.4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2.4所述。图2.4 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2.2.5 离合器的通风散热措施3提高离合器工作性能的有效措施是借助于其通风散热系统降低其摩擦表面的温度。 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180200时，摩擦片的磨损速度将急剧升高。在特别严酷的使用条件下，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10。2.3 本章小结本章根据选定车型的参数，为满足汽车要求，对离合器的结构方案进行选择，包括从动盘干湿的选择，压紧弹簧的类型选择，压盘的驱动方式分离轴承的类型，离合器通风散热措施等。第3章 离合器基本结构参数的确定 在初步确定了离合器的结构形式之后，就要根据其结构形式确定其需要确定的结构参数，如摩擦片内外径、后备系数单位工作压力等。3.1 摩擦片外径及其它尺寸的确定摩擦片的外径D是离合器的基本尺寸，它关系到离合器的结构重量和使用寿命，所以应先确定摩擦片的外径D在确定外径时，可以根据以下经验公式（3.13）计算出： D=100 (3.1)式中:D摩擦片外径，mm；T发动机最大扭矩，N.m；A和车型及使用条件有关的常数。将数据：T=160N.m，轿车单片摩擦离合器A=47,代入式（3.1），则得：D=184.5mm。根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，由3.12“离合器摩片尺寸系列和参数”（即GB145774）可取摩擦片有关标准尺寸：外径D=200，径d=140mm厚度h=3.5mm内径与外径比值C=0.7。表3.1 离合器摩擦片尺寸系列和参数外径D/160180200225250280300325350380405430内径d/110125140150155165175190195205220230厚度/3.23.53.53.53.53.53.53.54444=d/D0.6870.6940.7000.6670.5890.5830.5850.5570.5400.5430.5350.53210.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.8270.8430.8400.847单位面积/10613216022130240246654667872990810373.2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。 汽车离合器的后备系数的推荐值2： 小轿车：=1.31.75； 载重车: =1.72.25；带拖挂的重型车或牵引车: =2.03.0。本设计的是轿车用离合器，因为小轿车的离合器都采用膜片弹簧离合器，在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小，再加上小轿车的后备功率比较大，使用条件好故宜取小值，选定其后备系数=1.30。3.3单位压力P的确定摩擦面上的单位压力P的值和离合器本身的工作条件,摩擦片的直径大小,后备系数,摩擦片材料及质量等有关. 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2。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=200mm内径d=140mm，厚度h=3.5mm，内径与外径比值C=0.70 。又初选=1.30运用公式（3.2）可以校核单位压力4P： T=PD(1) (3.2)式中：Z对单片离合器取2为摩擦系数，可取=0.26代入相关数据则得：P=0.29MP 又由表3.21中的查得：石棉基材料（在后面设计中，摩擦片材料选择石棉基材料）单位压力p=0.250.35Mpa，也即是摩擦面上的单位压力PP,没有超出允许范围.因此上述各基本结构参数合适。表3.2 摩擦片单位压力的取值范围摩擦片材料单位压力 /Mpa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0.701.503.4 本章小结 本章首先根据经验公式计算出摩擦片的内外径尺寸，再由标准尺寸表中选出合适的尺寸。后备系数的选择是根据车型的不同选择出一个范围，在选定范围内，根据车的使用情况，车的配置等选择出合适的后备系数。单位压力是根据摩擦片的尺寸、后备系数计算出来的，最后看单位压力是否在允许范围内，本设计的数据选择都比较合适，单位压力合适。第4章 离合器从动盘设计 离合器从动盘是离合器的从动部分，与变速器输入轴相连，动力最终经过从动盘传到变速器输入轴上。从动盘对离合器的工作性能有着很重要的作用，是离合器不能缺少的一部分。4.1从动盘结构简要介绍在现代汽车上一般都采用带有扭转减振的从动盘,用以避免汽车传动系统的共振,缓和冲击,减少噪声,提高传动系统零件的寿命,改善汽车行使的舒适性,并使汽车平稳起步。图4.11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 从动盘设计设计从动盘时一般应满足以下几个方面的要求:1.为了减少变速器换档时齿轮间的冲击，从动盘的转动惯量应尽可能小；2.为了保证汽车平稳起步、摩擦面片上的压力分布均匀等从动盘应具有轴向弹性；3.为了避免传动系的扭转共振以及缓和冲击载荷，从动盘中应装有扭转减振器；4.要有足够的抗爆裂强度。4.2.1从动片的选择和设计 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）。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1.32.0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0.651.0,使其质量更加靠近旋转中心3。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3：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，因为设计的是普通轿车的离合器，故可以采用整体式弹性从动片，图4.2说明了整体式从动片的结构3，离合器从动片采用2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D=200，内径由从动盘毂的尺寸决定，由以后的设计取得d=40。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。由于其采用整体式弹性从动片，从动片沿半径方向开槽,其结构简图见下图4.2,将外圆部分分割成许多扇形,并将扇形部分冲压成依次向相同方向弯曲的波浪形,使其具有轴向弹性,两边的摩擦片则分别铆在扇形片上.在离合器结合的过程中,从动片被压紧,弯曲的波浪扇形部分被逐渐压平从动盘摩擦面片所传递的转矩逐渐增大,使其结合过程较平顺,柔和,整体式弹性从动片根据从动片尺寸的大小可制成612个切槽,并常常将扇形部分与中央部分的连接处切成T形槽,目的是进一步减小刚度,增加弹性.本离合器从动片开6个T形槽，宽度为4mm，横槽分布圆周直径=135mm，具体相关结构尺寸参看设计图纸。从动片采用08钢板冲压而成，氰化表面硬度HRC45。扇形部分冲压成波形片，压缩弹性行程为0.81.5mm。 图4.2 整体式弹性从动片 1从动片；2摩擦片；3铆钉4.2.2从动盘毂的设计从动盘毂的结构由两部分组成：盘毂和法兰，如图4.31所描述。详细尺寸见设计图纸。 图4.3从动盘毂从动盘毂在变速器第一轴前端的花键上，目前一般都采用齿侧定心的矩形花键，花键之间为动配合，以便在离合器分离和结合时从动盘毂能够在轴上自由移动。 本离合器设计中的从动盘毂花键也用齿侧定心的矩形花键。在设计从动盘毂花键时，可以根据从动盘外径和发动机的扭矩来选取。根据从动盘外径和发动机扭矩来选取从动盘花键毂花键的有关尺寸，表4.11阐述了摩擦片外径、发动机转矩与从动盘毂尺寸之间的关系，可以根据表4.1确定花键毂的尺寸： 花键齿数 n=10 花键外径 D=29 花键内径 d=23 齿厚 b=4 有效齿长 L=25从动盘毂一般用中碳钢锻造而成，并经调质处理，挤压应力不应超过=20MP，本从动盘毂材料选用40Cr。 为了保证从动盘毂在变速器第一轴上滑动时不产生偏斜，而影响离合器的彻底分离，从动盘毂的轴向尺寸不应过小，一般取其尺寸与花键外径大小相同，对在严重情况下工作的离合器，其长度更大，可达到花键外径的1.4倍。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，N。它有下式确定： P=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=12307N，=16.4MP，该花键毂花键的=16.4MP=20MP，所以该花键毂花键的尺寸合适,花键的结构简图见图4.31,从动盘毂见零件图纸。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/M160180200225250280300325350380410430450 50 70 110 150200280310380480600720800950 10 10 10 10 101010101010101010 23 26 29 32 35 35 40 40 40 40 45 45 52 18 21 23 26 28 32 32 32 32 32 36 36 41 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 6 20 20 25 30 35 40 40 45 50 55 60 65 65 10 108 113 115 104 127 107 116 132152131135125 图4.3花键结构示意图4.2.3 摩擦片的材料选取及与从动片的固紧方式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。要有足够的耐磨性，尤其在高温时应耐磨。要有足够的机械强度，尤其在高温时的机械强度应较好热稳定性要好，要求在高温时分离出的粘合剂较少，无味，不易烧焦磨合性能要好，不致刮伤飞轮及压盘等零件的表面油水对摩擦性能的影响应最小结合时应平顺而无“咬住”和“抖动”现象由以上的要求,目前车用离合器上广泛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（可达0.5左右）的粉末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。4.3 扭转减振器的结构简单介绍带扭转减振器的的从动盘结构简图如下图4.41所示弹簧摩擦式:图4.4带扭转减振器的从动盘总成结构示意图1从动盘；2减振弹簧；3碟形弹簧垫圈；4紧固螺钉；5从动盘毂；6减振摩擦片7减振盘；8限位销由于现今离合器的扭转减振器的设计大多采用以往经验和实验方法通过不断筛选获得,且越来越趋向采用单级的减振器。 减振器结构尺寸简图如图4.54所示。图4.5减振器尺寸简图4.4 减振弹簧设计 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。减振弹簧的分布半径R：R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=0.751402=52.5减振弹簧数量Z：参看下表4.21，表对摩擦片的外径与减震弹簧的关系做了相关描述。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 810 350 10以上查上表4.2可得：Z=6全部减振弹簧总的工作负荷P：P=TR (4.2)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=6095.24N。单个减振弹簧的工作负荷P (4.3)代入数据得:P= PZ=6095.24N6=1015.87N减振弹簧尺寸减震弹簧的各尺寸在图4.61中已经标出。图4.6减振弹簧计算简图弹簧中径D:一般由结构布置来决定,通常D=1115左右,取D=14.5。弹簧钢丝直径d: 通常d取34，所以取d=4。扭转刚度： (4.4)代入数据得：K=10T=3200N.mrad。弹簧刚度K： (4.5)代入数据得：K= =193.50N。减振弹簧的有效圈数i：i= (4.6)式中，G为材料的剪切模量，对碳钢可取G=8.310Mpa。代入相关数据得：i=4.5减振弹簧的总圈数n,一般在6圈左右n=i+（1.52）=4.5+1.5=6。减振弹簧的最小高度l: l=n(d+)1.1dn=1.146=26.4。减振弹簧总变形量： =PR=1015.87193.5=5.2。减振弹簧自由高度l= l+=26.4+5.20=31.6。减振弹簧预变形量：= (4.7)式中：是预紧力矩，=24mm。数据代入公式（8.6）得：=0.4。减振弹簧安装工作高度l：l= l=31.2。弹簧校核：弹簧丝截面上的最大切应力： (4.8) 式中：C为缠绕比：，C=14.5/4=3.625； F为所受载荷，F=1015.87N。 将数据代入式（8.8）中得：=667N.m，65号弹簧钢丝的许用切应力=810N.m, ,所以满足刚度要求。从动片相对从动盘毂的最大转角:=2arcsin(2R) (4.9)式中=-=4.8,代入上式得=5.2。限位销与从动盘毂缺口间隙：=Rsin (4.10) 式中R为限位销的安装尺寸，取R=54 ，代入式中得=4.89mm。限位销直径d:d按结构布置选定，一般d=9.512,取d=10 。4.5 本章小结本章先对从动盘进行了介绍，对其结构、作用、连接做了详细的解释。然后进行零件的设计，包括从动片的尺寸设计、从动盘毂的尺寸选择，从动盘毂的强度校核，最后对各部分的紧固方式、材料做出的选择。扭转减震器的弹簧计算出扭转刚度，最后校核弹簧的刚度。第5章 压盘与离合器盖的设计 压盘和离合器盖式离合器的主动部分，要有足够的强度来传递动力。此外，压盘要有足够的质量来吸收摩擦产生的热量，离合器盖要保证通风散热等，防止离合器过热，影响工作性能。5.1 压盘传力方式的选择压盘（其结构见零件图）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。5.2 压盘的几何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=206，压盘内径d=135。那么压盘的的尺寸归结为确定其厚度。压盘的厚度确定主要依据3以下两点：压盘应有足够的质量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（大约在3秒钟左右），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。压盘应具有较大的刚度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15），但一般不小于10。在该设计中，初步确定该离合器的压盘的厚度为12。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（5.13）来进行校核： = (5.1)式中：温升，； L滑磨功，N.m,L=0.5JW= ,m=m=；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；C压盘的比热容，对铸铁压盘，C=544.28J/(K)；m压盘质量，。根据公式L=代入有关数据可得:L=。根据公式（5.1）代入相关数据可得:=5.12 此数值=5.12810，故该厚度符合要求。5.3压盘和传动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3。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。传力片材料选用80号钢,根据前面所设计的压盘,摩擦片及从动片的厚度,以及以往的设计经验,传动片的结构示意图可确定为图5.11所示。图5.1传力片示意图初步定传动片的设计参数如下：共设3组传动片（i=3）,每组2片（n=2）,传动片的几何尺寸为：宽b=14，厚h=1,传力片上孔间的距离l=60,孔的直径d=6，传力片切向布置，圆周半径（也即是孔中心所在圆周半径）R=116，传动片的材料弹性模量E=210MP，根据上面所选定的尺寸进行传动片的强度校核，根据下面几个相关公式1：=1.5d (有效长度) (5.2)式中：d为空的直径，代入d的值求得=51mm。 （总刚度） (5.3)式中：E为传动片材料弹性模量；为每一片传动片截面惯性矩。 （最大弹性恢复力） (5.4)式中：为传力片最大轴向变形。 (总装时的最大应力) (5.5)式中：A为一个传力片的截面积； F为传递转矩近期的拉力。根据以上公式计算离合器三种状态时的最大应力1：（1）彻底分离时，由式（5.4）（5.5）可知；（2）压盘和离合器盖总成时，通过计算分析可知，F=0，公式（5.5）可以化简为，代入相关数据求得Mpa；（3）离合器传递转矩时，分为正向转动（发动机到车轮）和反向转动（车轮到发动机），出现在离合器摩擦片磨损到极限状况，分析计算可知=3.6mm。正向驱动公式（5.5） 变为：代入相关数值求得513.66Mpa。反向驱动公式（5.5）变为： 代入相关数据求得1168.7Mpa。 可知反向传动式应力最大，1168.7Mpa，80号钢可以满足要求。5.4离合器盖的设计离合器盖与飞轮固定在一起，既传递转矩又支撑膜片弹簧，应注意以下问题3：离合器的刚度膜片弹簧支承在离合器盖上，如果盖的刚度不够，即当离合器分离时，可能会使盖产生较大的变形，严重时可能造成离合器分离不彻底，引起摩擦片的早期磨损，还会造成变速器的换档困难。因此为了减轻重量和增加刚度，该离合器盖采用厚度约为4的低碳钢板（如08钢板）冲压成带加强筋和卷边的复杂形状。离合器的对中问题离合器盖内装有分离杠杆、压盘、压紧弹簧等重要零件，因此它相对与飞轮必须有良好的对中，否则会破坏离合器的平衡，严重影响离合器的工作。离合器盖的对中方式有两种，一种是用止口对中，另有种是用定位销或定位螺栓对中，由于本设计选用的是传动片传动方式，因而离合器盖通过一外圆与飞轮上的内圆止口对中。离合器盖结构尺寸见设计图纸中。5.5 本章小结 本章对离合器的压盘、离合器盖等主动部分进行设计，设计出主要尺寸，保证动力的传递要求的强度，对散热方面也作出了适应的调整。还设计了两者之间的连接件，弹性传力片，并对其进行了强度校核，满足强度要求，同时对材料也作出了选择。第6章 分离装置和操纵机构的设计离合器的分离装置包括分离杆，分离轴承和分离套筒。操纵机构包括离合器踏板，传动机构，分离叉等，由于对车的内部尺寸不了解，所以只对操纵机构进行简单计算，包括踏板力、踏板行程、操纵传动比等。6.1分离杆的设计本设计才用的是膜片弹簧的压紧机构，分离杆的作用由膜片弹簧中的分离指来完成。由后续设计其结构尺寸参数得杠杆比：i=2.89。 在设计分离杆时应注意以下几个问题：分离杆要有足够的刚度；分离杆的铰接处应避免运动上的干涉；分离杆内端的高度可以调整。6.2离合器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。本设计的是膜片弹簧离合器，为了保证在分离离合器时分离轴承能均匀地压紧膜片弹簧内端，采用可以自位（自动调准中心）的分离装置，其结构示意图见图6.13，可以弥补因几何上偏移造成的强烈振动。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。分离套筒装在变速器第一轴承盖的轴颈上，两者之间为间隙配合，可以在自由移动，而分离轴承内圈与分离套筒座相配合处径向有2.5的间隙.在离合器处于结合状态时,分离轴承的端面与分离杠杆之间应留有34间隙，以备在摩擦片磨损的情况下，不致防碍压盘继续压紧从动盘总成，以保证可靠地传递发动机转矩。这个间隙反映为踏板上的一段自由行程。 图6.1自动调心轴承 1分离轴承内圈；2波形弹簧；3分离轴承罩；4分离套筒；在本设计中，由前面选择的花键毂花键的尺寸（外径29，内径23），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，如表6.1。表6.1 分离轴承分离套筒及轴颈间的配合尺寸分离轴承内径分离套筒外径分离套筒内径第一轴轴承盖轴颈外径55503535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。分离轴承在选择时，充分考虑了要有足够的使用年限，因此在此不必再校核强度。6.3操纵机构踏板力和行程为减轻司机的疲劳，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3：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。6.4 操纵机构的结构形式离合器操纵机构分为机械式、液压式、气压式、自动操纵机构四种。为降低中型以上的货车的踏板力，在机械式和液压式操纵机构中有时采用助力器。图6.2钢索操纵机构1-软管；2-分离轴承；3-分离叉机械式操纵机构分为杆系传动和钢索传动（罩以软管的钢丝绳）两种形式。钢索传动消除了杆系传动的质量及磨损消耗大、不宜采用吊挂是踏板结构、地板密封困难、容易产生运动干涉、结构复杂难布置等缺点，但寿命较短，可用于轻型轿车中。本设计便采用钢索传动操纵机构。结构如图6.23。操纵机构的分离拨叉如图6.35，并采用棘轮式间隙自动调整机构1。图6.3 分离拨叉示意图1.分离轴；2.拉索；3.轴承套及密封件；4.卡簧；5.回位弹簧；6.分离轴传动杆；7.拉索调整螺母6.5 操纵机构的设计计算为满足前述的踏板力和踏板行程的要求，需根据离合器分离杠杆传动比，最终合理地定出操纵系统的传动比。图6.4 机械式操纵机构简图离合器踏板行程与压盘的升程有如下关系（参考图6.41）： (6.1)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， (6.2)根据人体工程学所要求的踏板行程值，按下式初定： (6.3) 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6.21所示。用校核离合器踏板力是否合适： (6.4)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，与6.3节中初选的大体相等，在要求范围内。表6.2 离合器操纵比一览表压紧弹簧类型周置螺旋弹簧膜片弹簧中央弹簧3.64.22.75.478712101613156.6 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，分离杠杆就不用再额外设计。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。对于棘轮，已有现成的产品可以选用，只要符合本离合器操纵机构要求的传动比即可。第7章 离合器膜片弹簧的设计 膜片弹簧有众多优其他弹簧的优点，广泛的被采用，但膜片弹簧的设计比较复杂，对弹性特性曲线的绘制也很麻烦。最后设计出的特性曲线也不一定适合本离合器使用。得反复调整，多次计算后才可成功。7.1 膜片弹簧的结构特点由前面可以知道，本设计中的压紧弹簧是膜片弹簧。而膜片弹簧离合器分推式和拉式，在本设计中采用推式结构。膜片弹簧的结构形状如下图7.11，它是由弹簧钢板冲压而成的。 图7.1 膜片弹簧和碟形弹簧（a）膜片弹簧 （b）碟形弹簧 从图中可以看出，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，像图7.1中b的样子，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，故称作碟簧部分。膜片弹簧起弹性作用的正是其碟簧部分。碟形弹簧的弹性作用是这样：沿其轴线方向加载，碟簧受压变平，卸载后又恢复原形如图7.1b所示。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。综合来说，膜片弹簧是由碟簧和分离指组合在一起的一种特殊碟形弹簧。7.2膜片弹簧的变形特性和加载方式由于膜片弹簧采用推式结构，故其正装。离合器在分离和接合时，膜片弹簧的加载情况不一样，相应的有两种加载方式和变形情况：接合时离合器接合时，膜片弹簧起压紧弹簧之用，在压盘离合器盖总成未与飞轮装合以前，膜片弹簧近似处于自由状态，如图7.23a所示，膜片弹簧对压盘无压紧作用。当压盘离合器盖总成与飞轮装合时，离合器盖前端面向飞轮前端面靠拢。因此，离合器盖通过支承环4对膜片弹簧施加载荷P，膜片弹簧几乎变平见图7.23b。同时在压盘处也作用有载荷P。我们把P称作压紧力。支承环4和膜片弹簧压盘接触处之间的高度变化称作大端变形，膜片弹簧分离轴承相对于压盘高度的变化称之为小端变形。分离时当分离轴承以P力作用在膜片弹簧的小端时，支承环4逐渐不起作用，而支承环5开始起作用。当P力达到一定值时，膜片弹簧被压翻。分离时在膜片弹簧的大端处及小端处将进一步产生附加变形和。见图7.23c此时膜片弹簧大端处的变形=+。图7.2膜片弹簧在不同工作状态时的作用力及变形情况(a)自由状态； （b）压紧状态； (c)分离状态7.3 膜片弹簧的弹性变形特性前面说过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7.33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3：如下图7.3中H/h=0.5的曲线,其曲线形状表现为:载荷P的增加,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,适合与作为缓冲装置中的行程限制器。=如图7.33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.这种弹簧叫做零刚度弹簧.2如图7.3中=2.75者,弹簧的特性曲线中有一段负刚度区域,即当变形增加时,载荷反而减少具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,因为可利用其负刚度区,达到分离离合器时载荷下降,操纵省力的目的,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7.43,这种弹簧的的特性曲线中具有更大的负刚度不稳定工作区,而且有载荷为负值的区域.这种弹簧适合于汽车液力传动中的锁止机构。图7.3三种不同H/h值时的无因次特曲线7.4 膜片弹簧的参数尺寸确定在设计膜片弹簧时，一般初步选定其全部尺寸然后进行一系列的验算，最后优选最合适的尺寸。图7.4 各种不同H/h值时的无因次弹性变形特性7.4.1 H/h比值的选取 设计膜片弹簧时，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。一些车型的膜片弹簧的H/h值见表7.11, 参考表7.1取=1.74。表7.1一些车型的膜片弹簧的H/h值车型H/h车型H/h丰田北京BJ751=1.783=1.654上海SH771雪佛兰 =1.807=1.547.4.2 R及R/r确定比值R/r对弹簧的载荷及应力特性都有影响，从材料利用率的角度，比值在1.82.0时，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。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，一般R/r取值为1.21.3.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。此外，当H，h及R/r等不变时，增加R有利于膜片弹簧应力的下降。参考下表可7.21初步确定R/r=。表 7.2 一些车型膜片弹簧的R和R/r的值车型外径（）内径（）膜片弹簧大端半径2R（）R/r丰田225160206103/81=1.27北京BJ751228150210105/8.5=1.25上海SH771280165252126/103.5=1.217.4.3 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：=1158。7.4.4 膜片弹簧小端半径r及分离轴承的作用半径r r的值主要由结构决定，最小值应大于变速器第一轴花键外径，分离轴承作用半径r大于 r，因为花键外径D=29,要使2 rD，所以取r=25，r=28。7.4.5 分离指数目n、切槽宽、窗孔槽宽、及半径r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4，12，窗孔半径r一般情况下有（rr）(0.81.4) ,所以取rr=1=12。参考下表7.31, 参考表7.3可取得n=18, 3.4，10, r=64mm。表7.3一些车型膜片弹簧的分离爪数n、切槽宽、及半径车型 n （） （）r（）丰田183.2 911北京BJ751183.21113上海SH77118 3.21112.5雪佛兰183.210107.4.6 承环的作用半径l和膜片与压盘接触半径L由于采用推式膜片弹簧，l，L的大小将影响膜片弹簧的刚度，一般来说，l值应尽量靠近r而略大与r。L应接近R略小于R。一些汽车膜片弹簧离合器的L和l见下表7.41 。根据表7.4，可选择：l=77，L=95。 表7.4一些车型的膜片弹簧支承环平均半径l、接触班级L车型膜片弹簧大端半径R（）压盘接触半径L（）碟簧部分半径r（）支承环平均半径l()丰田1031018182.6北京BJ75110510383584上海SH7711261201036105雪佛兰11411493977.4.7 膜片弹簧材料制造膜片弹簧用的材料，应具有高的弹性极限和屈服极限，高的静力强度及疲劳强度，高的冲击强度，同时应具有足够大的塑性变形性能。按上述要求，国内常用的膜片弹簧材料为硅锰钢60Si2MnA。7.5 膜片弹簧的计算已知数据：T=170N.m ,D=200,d=140，=1.3,=1.74,=1.263,=1158,R=96,r=76,H=4.18,h=2.4,l=77,L=95,r=25,r=28,n=18, =3.4，=10，r=64。根据式（7.13）画出P曲线=HH()+ ( 7.1)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，； H碟簧部分内截锥高，； 大端变形，； R碟簧部分外半径（大端半径），； r碟簧部分内半径，； L膜片弹簧与压盘接触半径，； l支承环平均半径，。设 =，=，将、代入公式(7.1)，可化简为：= ln()(-)+1 ( 7.2)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由不同的值,计算及P和,计算结果如表7.5表7.5 由不同的值,计算及P和,计算结果列表0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.051.10.0870.1610.2240.2760.3180.3510.370.390.4020.4060.4070.4060.240.480.720.961.201.441.681.922.162.42.522.641027190526453256374841344419461747384791479547861.21.31.51.71.92.02.12.152.22.42.62.80.400.3940.3730.3500.3310.3260.320.320.3270.3510.4030.4912.883.123.604.084.564.85.045.165.285.766.246.72473446464398412439053841382338333858413447505787依据上表7.5的数据画出P曲线如下图7.5图7.5 膜片弹簧弹性特性曲线 确定膜片弹簧的工作点位置 取离合器接合时膜片弹簧的大端变形量=0.8=3.02,根据特性曲线上可以查得膜片弹簧的压紧力P=4690N校核后备系数: = 式中：R为平均工作半径，因为d/D=0.700.6，R=85mm； ，代表意义在说明书前面已有阐述；有关数据代入上式可得: =1.291.30。 1）离合器彻底分离时,膜片弹簧的大端变形量:=+(即为)压盘的行程可取为=2.48,所以=2.48+3.02=5.5。2）离合器刚开始分离时,大端变形量：压盘的行程=1.5，膜片弹簧的变形量为:= +=3.02+1.5=4.52。3) 摩擦片磨损后的工作点：摩擦片最大磨损量:=ZS式中: Z摩擦片总的工作面数； S每一摩擦面工作面的最大允许磨损量，可取S=0.65。将数据代入式中计算可得: =20.65=1.3，故=1.72。求离合器彻底分离时,分离轴承作用的载荷P=（H-）H-+h (7.3) 式（7.33）取=则得:=（H-）H-+h (7.2)代入有关数值,得:P=1368.768N。求分离轴承的行程：= (7.5)公式(7.53)取=时可得公式(7.63)= (7.6)代入相关数值计算得=7.513。又由下面两公式(7.73)和(7.83)：=1 (7.7)=1 (7.8)代入有关数据得: =0.0.78 ； =0.0.59。将，代入公式(7.93):=12(1)+ln + 2+ln (7.9) 得: =0.312。故=+=7.825强度校核：经分析表，膜片弹簧碟簧部分凸面的内缘点B（见图7.71）处的切向力最大，故通常只计算B点处的应力来校核膜片弹簧的强度，应使B点的当量应力小于许用应力，即利用公式7.101求出B点达到应力极限时的大端变形：=H+（L-l） (7.10)代入相关数据可得:=6.403mm。而膜片弹簧的大端的最大变形(离合器彻底分离时)=5.5mm, ，所以利用来计算最大应力：=+1 + (7.11)把有关数值代入7.111计算得:=1645.36MPa。因为膜片弹簧的材料为60Si2MnA,该材料许用应力为1700-1900MPa而=1645.36Mpa1700，所以该膜片弹簧满足要求，比较合适。膜片弹簧的结构尺寸和工作要求见零件图。图7.7 子午截面应力示意图 7.6 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，最后有又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。结 论本设计分析了本设计所要采用的的膜片弹簧离合器，对膜片弹簧离合器进行了分类，阐述了膜片弹簧离合器的原理和组成，及其特性。通过详细的推导过程积累了大量的数据，并成功的绘制出了膜片弹簧离合器的成品图。主要叙述了离合器的发展现状，和它的工作原理，在此过程中，经过对比结合，初步确定了合适的离合器结构形式，选取了压式膜片弹簧离合器，并且带有扭转减振器，为后面的计算提供了理论基础。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，是一个重点也是一个难点。从动盘毂要进行花键的校核，扭转减震器的螺旋弹簧也要进行强度校核；对压盘的设计校核，要充分考虑到温度对离合器工作的影响，校核压盘在工作中温度。对离合器盖的设计显得简单一些。还有就是离合器分离轴承的设计和操纵机构的设计，本次设计之作的简单的设计。最重要也是最难的是膜片弹簧的设计计算，这环节计算量大，而且复杂，膜片弹簧的弹性特性要适合所设计的离合器，就要不停的调整尺寸结构，最终得到合适的弹性特性曲线。参考文献1徐石安、江发潮.汽车离合器M.上海：海科学技术出版社，1984.2陈家瑞.汽车构造M.北京：机械工业出版社出版，1993.3刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社出版，2004.4王望予.汽车设计 第4版M.北京: 机械工业出版社, 2004.5杨可桢.机械设计基础 第5版M.北京：高等教育出版社，2006.6林秉华.最新汽车设计实用手册 第2版M， 北京： 黑龙江人民出版社出版，1994.7吉林工业大学汽车教研室编.汽车设计M.北京：机械工业出版社出版，1983.8余志生.汽车理论M.北京: 机械工业出版社，2000.9吴宗泽、罗圣国.机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社出版，1999.10申永胜，机械原理教程M.北京：清华大学出版社，2004.11濮良贵、纪名刚.机械设计M.北京: 高等教育出版社, 2001.12胡静.捷达轿车离合器膜片弹簧离合器的设计与研究J.长春理工大学学报，200813林世裕.汽车与拖拉机蝶形弹簧的设计M.北京：中国工业出版社，1965.14刘英珠 HYPERLINK /Article/CJFD1990-FZDZ199004010.htm t _blank 膜片弹簧载荷变形特性曲线的探讨 J HYPERLINK /Journal/A-A7-FZDZ.htm t _blank 福州大学学报(自然科学版)， HYPERLINK /Journal/A-A7-FZDZ-1990-04.htm t _blank 1990年04期15刘国光、周剑平 HYPERLINK /Article/CJFD2004-GCSJ200406008.htm t _blank 改进蚁群算法设计拉式膜片弹簧 J HYPERLINK /Journal/C-C1-GCSJ.htm t _blank 工程设计学报 HYPERLINK /Journal/C-C1-GCSJ-2004-06.htm t _blank 2004年06期16Maycok IC.clutch Design, application and manufactureJ. Leamington spa:Automotive Products plc,1981.17Willyard JJ.Heavy Duty,Large Single Plate Diaphragm Spring Dry cltchsJ.SAE Transactions 1989.致 谢毕业设计作为大学四年里的最后一门课程，是对我们大学所学知识的一个回顾与总结。 在近四年的学习中，我们系统的学习了很多基础课，专业课和一些实践课程，而这次的毕业设计是一个必不可少的一个环节。它需要我们把四年的所学的知识回顾再加以综合运用，在认真学习和总结他人经验的基础上，充分发挥我们的创造力和动手能力。 同过3个月的毕业设计，我感想颇深。想想在设计之初，可真是无从下手，脑子一片茫然。经过朱荣福老师的悉心指导，我们好不容易对自己的课题有一定了解，通过查阅大量的相关文献，并亲自下实验室观看，进行实体拆装，使我的眼界进一步得到开阔。在设计中，我参考大量质料和同学探讨，在有效的完成设计的同时还提高了我克服困难的能力和自我学习的能力。在最后交初稿的时候，老师为我们检查说明书和图纸，特别辛苦，经常忘记吃饭和休息，我特别的感激老师，能有一位这么敬业的老师，我非常的高兴。在此期间，计算机的运用贯穿始终，使我们应用AuTo CAD和WORD的能力得到充分提高。 当然在设计中不可避免的遇到了很多难题，可是我终于走了出来，通过这次毕业设计，还培育了我吃苦耐劳的品质，还会在今后的学习中和工作中让我收益匪浅。 在设计中，我得到了朱老师的细心和悉心指导，在最后我向朱老师表示衷心的感谢。 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 clu