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毕业设计（论文）中期 检 查表 填表日期 年 月 日 迄今已进行 周剩余 周 学生姓名 常兆宇 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 指导教师姓名 吕德刚 职称 讲师 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题目名称 微型车离合器设计 学 生 填 写 毕业设计（论文）工作进度 已完成主要内容 待完成主要内容 已根据所选车型选择出主要参数，包括摩擦片的内外径、厚度，后备系数 单位压力 P。此外还完成了从动盘 设计，压盘设计，膜片弹簧设计，扭转减震器设计。从动盘装配图（ 从动片 (从动盘毂 (完成 。 待完成内容有分离装置设计，离合器壳设计和操纵机构设计，还有离合器装配图（ 膜片弹簧（ 摩擦片（ ,压盘（ 存在问题及努力方向 在设计过程中有许多未知的参数制约着设计的进行，如压盘安装时的轴向移动量，会影响弹性传动片的设计。扭转减震器内阻尼片及保证摩擦正压力的碟形弹簧的设计都是待解决的问题 学生签字： 指导教师 意 见 指导教师签字： 年 月 日 教研室 意 见 教研室主任 签字： 年 月 日 毕业设计（论文）任务书 学生姓名 常兆宇 系部 汽车与交通 工程学院 专业、班级 车辆工程 导教师姓名 吕德刚 职称 讲师 从事 专业 车辆工程 是否 外聘 是 否 题目名称 微型车离合器设计 一、设计（论文） 目的、意义 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，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与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。 目的：培养正确的研究方法、理论联系实际的工作作风、严肃求实的学习态度，锻炼使用工具软件的能力，提高综合设计的能力。 二、设计（论文）内容、 技术 要求 （研究方法） （ 1）膜片弹簧离合器压盘总成设计、从动盘总成设计、膜片弹簧的参数、尺寸、材料 的选择 及结构设计 、操纵机构的设计； （ 2）运用 制 膜片弹簧 离合器 的装配及零件 程图 ； （ 3）完成设计说明书。 发动机最大功率 kW/ r/ 000 发动机最大转矩 m/ r/ 74/3500 整车整备质量 70 汽车总质量 460 最大车速 km/h 120 最小离地间隙 180 轮胎（轮辋直径） 英寸 12 、设计 （论文） 完成后应提交的 成果 装配图、离合器从动盘 0 号 图纸 各 1 张；离合器压盘、离合器盖 1 号图各 1 张。 设计说明书 上。 四、设计 （论文） 进度安排 （ 1）调研、资料收集、完成开题报告 第 1、 2 周（ 2 月 28 日 3 月 13 日） （ 2）根据给出的相关尺寸参数进行相关部件的参数计算，并进行验证 第 3、 4、 5 周 （ 3 月 14 日 4 月 3 日） （ 3） 绘制装配图并进行验证 第 6、 7、 8 周（ 4 月 4 日 4 月 24 日） （ 4）绘制零件图 第 9、 10、 11 周（ 4 月 25 日 5 月 15 日） （ 5）设计 字说明书一份，零件图一套第 12、 13、 14 周（ 5 月 16 日 6 月 5 日） （ 6）毕业设计审核、修改 第 15、 16 周（ 6 月 6 日 6 月 19 日） （ 7）毕业设计答辩准备及答辩 第 17 周（ 6 月 20 日 6 月 26 日） 五、主要参考资料 1 王江波 . 双离合器自动变速器的发展及展望 J. 上海汽车 , 2008, (01) 2 牛铭奎 , 葛安林 , 金伦 , 徐彩琪 . 双离合器式自动变速器简介 J. 汽车工艺与材料 , 2002, (12) 3 荆崇波 , 苑士华 , 郭晓林 . 双离合器自动变速器及其应用前景分析 J. 机械传动 , 2005, (03) 4 吴咏 , 张尚娇 . 注目中国的 术 J. 上海汽车 , 1999, (08) 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 优秀毕业设计（论文）推荐表 题 目 微型车离合器设计 类别 毕业设计 学生姓名 常兆宇 系、专业、班级 汽车与交通工程学院车辆工程 指导教师 吕德刚 职 称 讲师 设计成果明细： 设计说明书一分，离合器装配图 张，总成图 张，零件图 张 答辩委员会评语： 答辩委员会主任 签字 （盖章）： 系部公章： 年 月 日 备 注： 注：“类别”栏填写毕业论文或毕业设计 本科学生毕业设计 微型车 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 学生姓名 ： 常兆宇 指导教师 ： 吕德刚 职 称 ： 讲师 黑 龙 江 工 程 学 院 二一 一 年六月 s 011 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 系部 汽车与交通工程学 院 专业、班级 07导教师姓名 职称 讲师 从事 专业 车辆工程 是否外聘 是 否 题目名称 微型车离合器设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 随着汽车发动机转速功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延 长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。 离合器是以内燃机作为动力的机械传动汽车中一个独立的总成。通常离合器装在发动机与变速器之间，它的主动部分与发动机的飞轮相连接，而从动部分与变速器直接相连。 我国汽车离合器制造起源于上世纪 30 年代，当时在仅有的几家小作坊式汽车修配厂里制造离合器零件。上世纪 50 年代中期开始。一汽、南汽、上汽、 “ 二汽 ” 等相继成立，离合器在其内部的专业化生产工段、车间或工厂也开始批量生产，从此有了真正意义上的离合器制造。上世纪 70 年代，我国离合器研究、教育、设计、制造的专业队伍也初步形成。 80 年代中期，汽车离合器在国外得以迅速发展，普及率愈来愈高，很多轿车也大量装备离合器，不少车型都把它当做标准配置推出。汽车离合器在我国一直是处于十分落后的状态。直至国外大量的现代轿车进入我国市场，特别是在一些国际化大都市，装备有汽车离合器的进口轿车迅速增长。随着我国改革开放的进一步深入，国家队汽车工业的投资规模日益扩大，国内外汽车生产企业对高质量高水平高效 率的汽车离合时的需求越来越迫切。 我国汽车离合器行业在经历了改革改造、引进消化、改制重组 , 在激烈的市场竞争中在行业规模、产品技术、经营管理等方面取得了较好的发展。 早在 1920 年就出现了单片干式离合器，这和发明了石棉基的摩擦面有关。但是在那时候相当一段时间内，由于技术设计上的缺陷，造成了单片离合器在结合时不够平顺的问题。第一次世界大战后期，单片离合器的从动盘金属片上是没有摩擦面片的，摩擦面片是帖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。这种布置在设计上代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，并减少了轴向尺寸。 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、结构简单、散热性好、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，已经能到接合盘式平顺，因此现在广泛采用于大、中、小各类型车上。 随着国内汽车市场的发育成长，汽车离合器产品型谱逐步细化，产品的针对性越来越强，因此在保证现有汽车离合器产生和改进的同时，要 充分认识到加入世贸后的良好合作开发机遇，取长补短，同时更应认识到供方、买方、替代者、产品竞争者的巨大压力。要紧跟商用车行业向高档、高技术含量和智能化方向发展的趋势，要紧跟绿色环保化等的发展方向，开发和生产具有自主知识产权、适合我国国情的汽车离合器。 、设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 设计出松花江微型车离合器一套 1. 弹簧离合器基本结构尺寸和参数的选择、性能的计算与设计。 2. 从动盘总成设计 膜片弹簧的参数、尺寸、材料的选择及结构设计、操纵机构的设计。 3. 压盘设计 传力方式的选择、几何尺寸、材料的确 定和强度校核。 4. 离合器盖的设计。 5. 制出膜片弹簧离合器的装备图和零件图。最后完成设计总体的说明书。 三、技术路线（研究方法） 由老师指导，在实验室里结合离合器的实物进行测量和研究。 1. 在老师的指导下，对离合器进行拆解与组装，了解膜片弹簧离合器的基本结构。 2. 对离合器的各个零件进行数据测量和计算 (摩擦片外径、离合器后备系数、单位压力等 )。 3. 计算出尺寸后画出各个零件的零件图，了解零件的结构选型，然后完成离合器的装配图。 4. 对从动盘、压盘、离合器盖进行总成设计。 5. 对膜片弹簧进行强度校核、主要参数的选择和设计优 化。 四、进度安排 （ 1）调研、资料收集、完成开题报告 第 1、 2 周（ 2 月 28 日 3 月 13 日） （ 2） 根据给出的相关尺寸参数进行相关部件的参数计算，并进行验证 第 3、 4、 5 周（ 3 月 14 日 4 月 3 日） （ 3） 绘制装配图并进行验证 第 6、 7、 8 周（ 4 月 4 日 4 月 24 日） （ 4）绘制零件图 第 9、 10、 11 周（ 4 月 25 日 5 月 15 日） （ 5）设计 字说明书一份，零件图一套第 12、 13、 14 周（ 5 月 16 日 6 月 5 日） （ 6）毕业设计审核、修改 第 15、 16 周（ 6 月 6 日 6 月 19 日） （ 7）毕业设 计答辩准备及答辩 第 17 周（ 6 月 20 日 6 月 26 日） 五、 参考文献 1 何佑之 . 微型汽车膜片弹簧离合器改进设计 J. 广西机械 , 1999, (02) 2 毛务本 . 拉式膜片弹簧优化设计方法与分析 J. 汽车技术 , 1995, (12) 3 林世裕 . 膜片弹簧离合器的结构分析 J. 江苏大学学报 (自然科学版 ) , 1989, (02) 4 李林 , 刘惟信 . 汽车离合器膜片弹簧的优化设计 J. 清华大学学报 (自然科学版 ) , 1990, (05) 5 冉振亚 , 赵树恩 , 李玉玲 . 基于遗传算法的汽车离合器膜片弹簧优化设计 J. 重庆大学学报 (自然科学版 ) , 2003, (09) 6 王洋 , 高翔 , 陈祥 , 朱茂桃 . 膜片弹簧设计的概率优化研究 J. 江苏理工大学学报 , 2001, (01) 7 林世裕 . 膜片弹簧离合器的演变、结构型式与应用 J. 江苏大学学报 (自然科学版 ) , 1990, (01) 8 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, (02) 9 曹涌 , 陶华 . 基于灵 敏度分析的离合器膜片弹簧优化设计 J. 西北工业大学学报 , 2003, (06) 10 许和变 , 巍巍 . 汽车离合器膜片弹簧的稳健优化设计 J. 太原重型机械学院学报 , 1998, (02) 11 林卫 , 苏智剑 , 叶元烈 , 周瑾 . 汽车离合器设计专家系统研究 J. 汽车研究与开发 , 1999, (03) 12 王大康 , 刘健 , 石亚宁 . 汽车离合器方案设计专家系统的研究 J. 北京工业大学学报 , 2002, (04) 13 胡加 . 汽车离合器技术的新发展 J. 专用 汽车 , 2000, (03) 14 阎春利 ,张希栋 J. 林业机械与木工设备 ,2006,3. 15 司传胜 J. 林业机械与木工设备 ,2004,12. 16 林明芳等 . 汽车离合器膜片弹簧的优化设计 J2003,2. 17 刘红欣 J2003， 3. 1819六、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 I 目 录 摘要 第 1 章 绪论 1 合器的发展 1 究现状 3 究内容 4 第 2 章 离合器结构方案选取 5 计 参数和结构要求 5 合器结构设计 6 擦片的选择 6 紧弹簧的结构形式及布置 6 盘的驱动方式 7 离杠杆、分离轴承 8 合器的通风散热措施 9 章小结 9 第 3 章 离合器基本结构参数的确定 10 擦片主要参数的选择 10 合器后备系数 的确定 11 位压力 P 的确定 11 章小结 12 第 4 章 离合器从动盘设计 13 动盘结构介绍 13 动盘设计 14 动片的选择和设计 14 动盘毂的设计 15 擦片的材料选取及与从动片的固紧方式 17 转减振器的结构简单介绍 18 减振弹簧设计 18 章小结 22 第 5 章 压盘的设计 23 黑龙江工程学院本科生毕业设计 盘传力方式的选择 23 盘的几何尺寸的确定 23 盘传动片的材料选择 23 章小结 23 第 6 章 分离装置的设计 24 离杆的设计 24 合器分离套筒和分离轴承的设计 24 章小结 25 第 7 章 离合器膜片弹簧的设计 26 片弹簧的结构特点 26 片弹簧的变形特性和加载方式 26 片弹簧的弹性变形特性 27 片弹簧的参数尺寸确定 28 章小结 33 第 8 章 离合器盖的设计 34 合器盖的设计 34 力片的设计 34 章小结 35 第 9 章 操纵机构的设计 36 纵机构踏板力和行程 36 纵机构的结构形式 36 纵机构的设计计算 37 章小结 38 结论 39 参考文献 40 致谢 42 黑龙江工程学院本科生毕业设计 要 汽车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。 离合器是汽车传动系中的重要部分，在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，对汽车的性能起着重要的作用。此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。 离合器设计的内容主要包括压盘总成、从动盘总成、膜片弹簧三个部分。首先，对离合器各零件的参数、尺寸、材料、及结构进行设计，然后用 程图。 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 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（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。 还重点研究了膜片弹簧在分离过程中的受力，对受力过程进行数学分析，并对其进行校核，以提高膜片弹簧离合器的使用寿命，使膜片弹簧离合器在工作过程中处于最佳状态。 关键词： 离合器；压盘；从动盘；膜片 弹簧；摩擦片 黑龙江工程学院本科生毕业设计 in be in of is is an of of it an of is to to a of of s of AD is a In of in of to of of , as as of of of of is a is to of To of on in of In of in its 5 第 1 章 绪 论 合器的发展 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 结构有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面。蹄 革带等，蹄 论锥形离合器或蹄 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黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 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的设计 。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，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。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 图 合器工作原理图 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。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。那么可以看出，对于微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 2。 由于膜片弹簧离合器具有上述一系列优点，并且制造膜片弹簧离合器的工艺水平在不断提高，因此这种离合器在轿车及微型、轻型客车上得到广泛运用，而且正大力扩展到载货汽车和重型汽车上，国外已经设计出了传递转矩为 80大摩擦片外径达 420 的膜片弹簧离合器系列，广泛用于轿车、客车、轻型和中型货车上。甚至某些总质量达 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(a) (b) 黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 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。 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，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。 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，最终设计出适用于微型车的车用离合器。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 第 2 章 离合器结构方案选取 现在汽车上应用最广泛的离合器主要是干式摩擦式离合器，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。 计 参数和结构要求 选定车型的参数在表 有详细描述。 表 定车型的参数 名称 参数 发动机最大功率及转速 000动转矩及转速 74 500备质量 870大车速 120km/h 最小离地间隙 180胎型号 12 英寸 为了保证离合器具有良好的工作性能，设计离合器应满足以下要求 1： (1) 在任何行驶条件下，都能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载。 (2) 接合时要完全、平顺、柔和，保证汽车起步时没 有抖动和冲击。 (3) 分离要迅速、彻底。 (4) 从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损。 (5) 具有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命。 (6) 应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力。 (7) 操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。 (8) 作用在从动盘上的总压力和摩擦离合器和摩擦材料的摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能。 (9) 具有足够的强 度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长。 (10) 结构应简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 合器结构设计 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。 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。 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。 片弹簧与其他几类相比又有以下几个优点 1： （ 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 。 图 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。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 （ a）自由状态； （ b）压紧状态； （ c）分离状态 图 片弹簧离合器的工作原理图 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。 在膜片弹簧离合器中，扭矩从离合器盖传递到压盘的方法有三种 2： （ 1） 凸台 窗孔式：它是将压盘的背面凸起部分嵌入在离合器盖上的窗孔内，通过二者的配合，将扭矩从离合器盖传到压盘上，此方式结构简单，应用较多；缺点：压盘上凸台在传动过程中存在滑动摩擦，因而接触部分容易产生分离不彻底。 （ 2） 径向传动驱动式：这种方式使用弹簧刚制的径向片将离合器盖和压盘连接在一起，此传动的方式较上一种在结构上稍显复杂一些，但它没 有相对滑动部分，因而不存在磨损，同时踏板力也需要的小一些，操纵方便；另外，工作时压盘和离合器盖径向相对位置不发生变化，因此离合器盖等旋转物件不会失去平衡而产生异常振动和噪声。 （ 3） 径向传动片驱动方式：它用弹簧钢制的传动片将压盘与离合器盖连接在一起，除传动片的布置方向是沿压盘的弦向布置外，其他的结构特征都与径向传动驱动方式相同。经比较，我选择径向传动驱动方式。 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 图 盘的驱动方式 黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 离杠杆、分离轴承 分离杠杆 的作用由膜片弹簧承担，其作用是通过分离轴承克服离合器弹簧的推力并推动压盘移动，从而使压盘与从动盘和从动盘与飞轮相互分离，截断动力的传递，分离杠杆要具有足够的强度和刚度，以承受反复作用在其上面的弯曲应力。 分离轴承的作用是通过分离叉的作用使分离轴承沿变速器前端盖导向套作轴向移动，推动旋转中的膜片弹簧中部分离前端，使离合器起到分离作用。 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 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 有旋转轴承，轴承罩，波形片簧如图 2 波形弹簧 ，它由厚约为 65带制成，油淬、模内回火度51） 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 1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。 1 分离轴承； 2 波形弹簧； 3 分离轴承罩； 4 分离套筒 图 动调心轴承装置 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 34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。此间隙使踏板有段黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 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 述。 合器的通风散热措施 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。试验表明 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 180 200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 章小结 本章是根据所选择的车型的基本参数，为达到设计汽车的要求，对离合器的基础结构设计方案进行选择，包括压紧弹簧类型的选择，从动盘的选择，分离轴承的类型，压盘的驱动方式等。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 第 3 章 离合器基本结构参数的确定 擦片主要参数的选择 摩擦片外径是离合器的主要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿 命有决定性的影响。当离合器结构形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩当选取后备系数 和单位压力 可估算出摩擦片外径。 摩擦片外径 D（ 也可以根据发动机最大转矩Nm） 按如下经验公式选用 m a （ 式中， 直径系数，取值范围见表 3。由选车型得 74Nm， 将各参数值代入式后计算得 D= 3径系数 取值范围 车 型 直径系数 乘用车 大总质量为 商用车 片离合器 ) 片离合器 ) 最大总质量大于 商用车 据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表 3；结合后面的表 4 3合器摩擦片尺寸系列和参数（即 74） 外径 D/60 180 200 225 250 280 300 325 350 内径 d/10 125 140 150 155 165 175 190 195 厚度 h/ C =d/D 3C 位面积 F/ 3106 132 160 221 302 402 466 546 678 黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 应取：摩擦片相关标准尺寸： 外径 D=200 内 径 d=140 厚度 h= 内径与外径比值 C=1 3C =合器后备系数 的确定 后备系数 是离合器的重要参数，反映离合器传递发动机最大扭矩的可靠程度，选择 时，应从以下几个方面考虑 ： a. 摩擦片在使用中有一定磨损后，离合器还能确保传递发动机最大扭矩； b. 防止离合器本身滑磨程度过大； c. 要求能够防止传动系过载。通常轿车和轻型货车 = 本设计的是微型车离合器，参看有关统计质料“离合器后备系数的取 值范围”（见下表 3并根据最大总质量不超过 6 吨的载货汽车 =结合设计实际情况，故选择 = 则有 可有表 得 表 3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 大总质量为 6 14t 的商用车 车 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=200径 d=140度 h=径与外径比值 C= 又初选 =用公式（ 可以校核单位压力 P： T 12 1 33 (黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 式中： 为摩擦 系数，可取 =入相关数据则得： P=又由表 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=也即是摩擦面上的单位压力 P P,没有超出允许范围 表 擦片单位压力0摩擦片材料 单位压力 0p/棉基材料 模压 织 末冶金材料 铜基 基 金属陶瓷 章小结 本章节根据经验公式计算出摩擦片的内径外径尺寸，再查表选择出合适的尺寸。后备系数的选择是根据车型的不同而选择的一个范围，在选定的范围内，根据车的使用情况，车的配置等选择出合适的后备系数。单位眼里的确定是根据摩擦片的尺寸、后备系数计算出来的，最后再看是否在允许的范围内。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 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。 动盘结构介绍 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 ,