推式膜片弹簧离合器最终版

1、目录简介11汽车离合器简介31.1离合器工作原理31.2离合器的功能31.3汽车离合器设计的基本要求42离合器主要参数选择52.1备用摩擦片外径d，内径d，厚度b52.2备用系数52.3摩擦系数f，离合器间隙 t52.4单位压力P052.5选择压缩弹簧和布局63离合器基本参数优化73.1设计变量73.2目标函数73.3约束74膜片弹簧设计104.1膜片弹簧的基本参数选择104.2膜片弹簧弹性特性曲线114.3强度检查135扭转减振器设计145.1扭转减振器的主要参数145.2减振弹簧计算156从动件组件设计186.1从动轮轮毂186.2从动件187压型钢板设计207.1离合器盖207.2压力板

2、207.3驱动器217.4支撑环21汇总8 22参考文献23引言现代汽车产业是世界范围内开发型综合产业，竞争越来越激烈。我国自1953年创建第一汽车工厂以来，拥有130多家汽车制造商和700多家汽车改造厂。随着我国国民经济的快速发展和人们生活水平的提高，对汽车使用功能的新要求不断提出。现在大部分汽车都使用离合器作为汽车的动力传动装置。经过多年的实践经验，人们逐渐倾向于采用单片干式摩擦离合器。移动的部分具有转动惯量小、积极性好、结构简单、调节方便、尺寸小、分离彻底等优点。而且，在结构上采取一定的措施，可以使其结合顺利。今天，单片机干摩擦离合器在结构设计上也有了明显的改进。也就是说，使用具有轴向弹

3、性的驱动盘提高了离合器的接合平顺性。离合器上装有扭转减振器，防止了传动系统的共振，降低了噪音；使用了摩擦小的分离杆机制等。它还起到了分离杠杆的作用，使用膜片弹簧作为压力弹簧，大大简化离合器结构，大大减小离合器轴大小。膜片弹簧和压力板的环形线接触时，压力板的压力保证均匀。由于膜片弹簧本身的特性，摩擦板磨损时弹簧的压力几乎没有变化，可以减少分离离合器所需踏板的力。为了提高离合器的扭转能力，大型车辆上还采用了多个干式离合器。此外，近年来，多个湿离合器在技术上有所改善，国外一些大型牵引汽车和倾卸卡车采用多个湿离合器的倾向越来越高。与干式离合器相比，通过泵强制冷却，摩擦表面的温度较低(93 以下)。因此

4、，在启动时间内，在不滑倒或对摩擦片造成损害的情况下，进行高级出发的启动能力很强。据说这个离合器的寿命是干燥离合器的5，6倍。为了离合器的自动操作，有自动离合器。使用自动离合器，可以消除离合器踏板，操纵汽车的“双踏板”。与液压传动等其他自动传输系统相比，其优点是结构简单、成本低、传输效率高。因此，在欧洲的小型位移车辆上得到了广泛的普及。但是在现有自动离合器的各种结构中，离合器摩擦力矩的力矩调节特性还不理想，使用性能也不完美。例如，当汽车上升到高级低速上坡时，离合器往往容易打滑。因此，为了防止摩擦片的早期磨损和烫伤，必须提前更换低齿轮。这些需要进一步改善。随着汽车运输的发展，离合器必须在现有基座上

5、不断改进和改进，以适应新的使用条件。根据国外的发展趋势，近年来汽车的性能高速发展，发动机的功率和速度持续增加，卡车规模不断扩大的趋势，国内也出现了类似的情况。另外，对离合器的使用要求也越来越高。因此，增加离合器的扭转能力，延长寿命，简化运营是当前离合器的发展趋势。1汽车离合器简介1.1离合器工作原理摩擦离合器通常由四部分组成：激活零件、联动零件配置、压缩机构和操纵机构。离合器在耦合状态下，发动机扭矩离开曲轴，通过飞轮1和压力板的摩擦作用传递到从动轮2，通过联动轴传递到变速器。驾驶员在踏板上踩下时，通过杠杆松开叉子，分离套筒，分离轴承，将分离拉杆的内端推到右侧，分离拉杆的中心起到杠杆的作用，外端

6、连接到压力板，从而克服挤压弹簧的力，向左拉压板，使其脱离操作板2的两侧压力，摩擦力消失，引擎的扭矩不再传递到变速器，离合器处于分离状态。松开踏板后，回流弹簧克服了每个杠杆接头和支撑的摩擦力，将踏板恢复到原位。此时，压缩弹簧将压力板向右滑动，在飞轮2上按1，以便发动机扭矩仍然传递回变速器。图1.1离合器工作示意图1-飞轮；2-从动轮；3-离合器踏板；4-压缩弹簧；5-变速器的第一个轴；6-从动轮轮毂1.2离合器的功能离合器的主要功能是切断和实现传动系统的动力传递。主要角色：1)汽车启动时，发动机和驱动系统平稳啮合，确保汽车平稳启动；2)变速时将发动机与驱动系统分开，减少变速器中变速齿轮之间的冲击

7、。3)限制电动机接收的最大转矩，以防止电动机每个零件因过载而损坏。4)有效降低传动系统的振动和噪音。1.3汽车离合器设计的基本要求设计离合器时，应根据车型的类别，利用要求制造条件和“三化”(系列化、普遍性、标准化)要求等合理选择离合器的结构。离合器的结构设计中应考虑以下几点：1)在任何驾驶条件下，都能可靠地传递发动机的最大扭矩，拥有适当的扭矩储备，并防止过载。(2)为了确保启动时没有抖动或冲击，接合时完整、光滑、柔软。3)分离要迅速彻底。(4)传动时，为了缓解传动齿轮之间的冲击，驱动部分转动惯量必须小，便于变速，减少同步器的磨损。(5)具备足够的吸热能力和良好的通风效果，工作温度不会太高，寿命

8、会延长。6)通过防止电机产生扭转共振，有吸收振动、减轻冲击的能力。7)操纵方便准确，减少司机疲劳。8)作用于从动轮的压力和摩擦材料的摩擦系数在使用过程中会尽量变小，以确保稳定的工作性能。9)具有足够的强度和良好的动态平衡，确保稳定的工作和较长的寿命。(10)结构简单，结构紧凑，制造工艺好，维修好，调整方便。2离合器主要参数的选择2.1备用摩擦片外径d，内径d，厚度b摩擦片的外径是离合器的结构重量和使用寿命相关的离合器的基本尺寸。与离合器所需扭矩的大小有关。显然，传递大转矩需要很大的尺寸。引擎转矩是根据引擎最大转矩(N m)选择时汽车设计(王网书，机械工业出版社出版)表达式2-9进行公式的重要参

9、数摩擦片外径，mm引擎最大扭矩，N m是直径系数，轿车是14.6相反，根据=177.62mm，汽车离合器(徐锡安、康巴祖、清华大学出版社)表3.2.1，D=200mm，d=140mm，b=3.5mm2.2备份系数设计为膜片弹簧离合器的离合器在使用过程中摩擦板的磨损压力很小(最初有所增加)，汽车的备份功率大，使用条件良好，使用=1.5。2.3摩擦系数f，离合器间隙 t摩擦系数f=0.25离合器间隙 t=3mm摩擦面数Z=22.4单位压力根据汽车离合器(徐锡安，姜发组编着，清华大学出版社)表3.2.1Tc=Tc= deg=0.233Mpa因此，根据汽车设计(机械工业出版社)表2-2在0.25Mpa

10、0.35Mpa时，摩擦片材料选择石棉基材料。0.25mpa，摩擦系数f为0.3。2.5选择压缩弹簧和布局膜片弹簧是用弹簧钢制成的特殊结构的碟形弹簧，主要由碟形弹簧部分和分离手指部分组成。2.5.1膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比具有以下优点1)具有理想的非线性弹性特性。2)同时起到压缩弹簧和释放拉杆的作用。3)高速旋转时弹簧压缩力几乎减少，性能稳定。(4)整个圆周接触压力板，压力分布均匀，摩擦板接触良好，磨损均匀。通风好，寿命长。6)膜片弹簧中心与离合器中心线一致，平衡性好。2.5.2膜片弹簧支持形式:推式膜片弹簧离合器的选择2.5.3选择磁盘驱动器传统的冲压参数表联接、键联接、销联接方式

11、有力之间间隙的缺点，因此选择了已经广泛采用的传动传动方式。3离合器基本参数优化3.1设计变量备用系数取决于离合器工作压力f和离合器的主尺寸参数d和d。单位压力p也取决于离合器工作压力f和离合器的主尺寸参数d和d。因此，离合器基本参数的优化设计变量选择如下：3.2目标函数离合器的基本参数优化设计所追求的目标是在保证离合器性能要求的条件下，使其结构尺寸尽可能小。换句话说，目标函数为3.3约束条件3.3.1最大圆周速度根据汽车设计(王望书，机械工业出版社)式(2-10)，样式，摩擦板的最大圆周速度(m/s)；引擎的最大速度(r/min)因此，=3.14/6051000.20=53.4m/s65符合条

12、件。3.3.2摩擦片内径和外径比cC=d/D=0.700，0.53c0.70满足条件范围。3.3.3备份系数满足1.24.0的初步系数=1.33.3.4扭转减振器的优化摩擦片内径d=140mm和减震器弹簧位置半径：R0=(0.6-0.75) d/2=42-52.5 (mm)，R0还必须满足d2R0 50mmR0为45mm。3.3.5单位压力为了减少离合器打滑时的热载荷并防止摩擦片损坏，单位压力的最大范围为0.1 MPa-1.5 MPa公式Tc=Tc=满足要求=0.233Mpa3.3.6总摩擦工作w汽车设计(王网书，机械工业出版社出版)式(2-13)表示，在汽车启动过程中，减少离合器的滑动磨损，

13、摩擦板表面过高，防止烫伤，离合器各连接的单位摩擦面积滑动工作必须小于允许值。.其中W=轮胎轨道运动半径0.3084m，单级齿轮比3.46，主减速比4.25，汽车总质量=1240kgW=119262.1 j符合要求。3.3.7单位摩擦区传递的扭矩为了反映离合器传递的转矩并保护过载，传递到单位摩擦区域的转矩必须小于允许值类型，为单位摩擦区传递的扭矩；按表3-1选择允许的值。表3-1单位摩擦区域转移扭矩的允许值离合器仪表盘D/mm0.280.300.350.40其中TC= Tc=1.3x148=192.4替代数据=0.0.28满足要求4膜片弹簧设计4.1膜片弹簧的基本参数选择4.1.1比率和h选择为

14、了保证离合器压力力的变化不大，操作轻，汽车离合器用膜片弹簧很常见1.5 2.0，板厚度h为2 4mm因此，如果第一次选取的h=2.5mm，=1.6，则H=4.0mm图4.14.1.2比率和r，r的选择比率R/r从材料利用的角度来看，会影响1.2到1.35的弹簧负载和应力性质。也就是说，存储弹簧质量与弹簧质量相协调的圆盘弹簧弹性的能力最大。旨在选择缓解冲击、吸收震动、存储大量弹性的圆盘弹簧。对于汽车离合器的膜片弹簧，设计上不需要存储大量弹性能量，这取决于结构布置和分离的需要。一般R/r范围为1.2到1.3。对于r，膜片弹簧大端外径r必须满足大于摩擦片内径且小于摩擦片外径的结构要求。此外，在h、h

15、和R/r等保持不变的情况下增加R有助于减少膜片弹簧应力。由于摩擦片的平均半径Rc=(D d)/4=(200 140)/4=85mm，对于推式膜片弹簧，r必须大于或等于Rc值。R=90mm和实际R/r=1.25的组合结果为r=72mm。4.1.3选择=arctanh/(r-r)=arctan 4.0/(90-72)12.53，满足7 15的范围。4.1.4选择分离手指数n根据实际情况，一般为18。4.1.5膜片弹簧小端内径和分离轴承工作半径p根据汽车设计(王望书，机械工业出版社)式(2-28)推送：(D d)/4rD/21R-706根据离合器的结构，最小值必须大于变速器第一个轴花键的外径。根据汽车离合器(徐锡安，姜发编书，清华大学出版社)表4.2.1初步选举=35毫米，p=38mm毫米。4.1.6膜片弹簧工作点位置选择图4.2图中显示了膜片弹簧的工作点，该曲线的拐点h对应于膜片弹簧的平面位置 1h=( 1m 1n)/2在新离合器接合期间，膜片弹簧工作点b通常在