《汽车离合器设计》word文档

目录

1 离合器主要参数的选择 (2)

2 离合器基本参数的优化 (2)

2.1 设计变量 (2)

2.2 目标函数 (2)

2.3 约束条件 (2)

3 膜片弹簧的设计 (3)

3.1 膜片弹簧的基本参数的选择 (3)

3.2 膜片弹簧的弹性特性曲线 (4)

3.3 强度校核 (7)

4 扭转减振器的设计 (7)

4.1 扭转减振器主要参数 (7)

4.2 减振弹簧的计算 (8)

5 从动盘总成的设计 (10)

5.1 从动盘毂 (10)

5.2 从动片 (10)

5.3 波形片和减振弹簧 (10)

6 压盘设计 (10)

6.1 离合器盖 (10)

6.2 压盘 (10)

6.3 传动片 (10)

6.4 分离轴承 (10)

7 小结 (11)

参考文献 (11)

文献检索摘要 (12)

1 离合器主要参数的选择

1.1 初选摩擦片外径D 、内径d 、厚度b

根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）式3.2.1，

有D =A T e max 100，对于小轿车 A=47，得D==203.689mm ， 根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）表3.2.1可知，取D=225mm,d=150mm, b=3.5mm

1.2 后备系数β

由于所设计的离合器为膜片弹簧离合器，在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小（开始时还有些增加），再加上小轿车的后备功率比较大，使用条件较好，宜取较小值，故取β＝1.3。

1.3 单位压力0P

根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）表 3.2.1可知，对于小轿车

1、离合器概述

对于以内燃机为动力的汽车，离合器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的总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、和操纵机构等四部分。

离合器的功用主要的功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换档时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮之间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。

2、设计要求及其技术参数

基本要求：

1）在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止过载。

2）接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。

3）分离时要迅速、彻底。

4）从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步器的磨损。

5）应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿命。

6）操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。

7）具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。

技术参数:

车型：华丽特锐2WD

整车质量（kg）：1050

最大扭矩/转速（N·m/rpm）：120/3200

主减速比：5.285

一档速比：

滚动半径：350mm

3、结构方案分析

3.1从动盘数的选择：单片离合器

单片离合器：对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩一般不大，在布置尺寸容许条件下，离合器通常只设有一片从动盘。

汽车设计课程设计离合器设计说明书

姓名：***

班级：B110210

学号：B********

目录

一、离合器设计的目的及相关概述 (1)

1.1 离合器基本功用 (1)

1.2 离合器相关结构的介绍 (1)

1.3 离合器的设计要求 (2)

1.4拉式膜片弹簧的优点 (3)

二、离合器摩擦片参数的确定 (3)

2.1摩擦片相关参数确定之前的数据准备 (3)

2.1.1后背系数确定 (3)

2.1.2单位压力的确定 (4)

2.1.3摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙 (4)

2.2 摩擦片参数的选择 (5)

2.2.1初选摩擦片参数外径D、内径d和厚度b (5)

2.2.2 离合器传递最大转矩 (6)

2.3摩擦片参数的校核 (6)

2.3.1 摩擦片最大圆周速度的校核 (6)

2.3.1 单位滑磨功的校核 (6)

三、膜片弹簧的设计 (6)

3.1 膜片弹簧参数的设计 (7)

3.2 膜片弹簧参数的校核 (9)

四、主要零部件的设计 (10)

4.1 扭转减震器的设计 (10)

4.2 扭转用弹簧的设计 (12)

4.3 从动盘毂的设计 (14)

4.4 离合器盖结构的设计 (15)

4.5 压盘的设计 (14)

4.5.1 设计要求 (15)

4.5.2 压盘几何尺寸及材料的确定 (15)

4.5.3 压盘的校核 (16)

4.6 支撑环 (16)

五、操纵机构 (16)

5.1 操纵机构的简介 (16)

5.2离合器踏板行程计算 (18)

5.3 踏板力计算 (13)

六、设计小结 (19)

七、参考文献 (21)

附录 (22)

一、离合器设计的目的及相关概述

离合器设计说明书

离合器设计说明书

设计目的：

本文档旨在详细说明离合器的设计原理、结构以及使用方法，

以便于生产商和用户能够正确理解和操作离合器。

1：引言

1.1 离合器的作用：

离合器是一种机械装置，用于控制两个旋转轴之间的传动连接

与分离。它允许发动机和传动系统之间的动力传输，同时也能实现

车辆的启动、换挡和停止。

1.2 设计背景：

离合器设计是汽车制造中的重要环节，对于汽车的性能和安全

性具有关键影响。本文档意在提供一套完整的离合器设计方案，满

足汽车制造商和用户的需求。

2：设计原理

2.1 离合器工作原理：

离合器由一个压盘、一组离合片和压盘螺旋弹簧组成。当离合

器踏板松起时，压盘受到压盘螺旋弹簧的作用，离合片与压盘分离，

传动系统断开。当离合器踏板踩下时，离合器压盘受到离合器释放器的作用，压盘受力，离合片与压盘连接，传动系统连接。

2.2 离合器设计要点：

- 离合器尺寸和材料选择

- 离合片结构和摩擦片材料的选择

- 离合器的加载力和压盘压力

- 离合器的热耐受能力

- 离合器的寿命和可靠性

3：离合器设计方案

3.1 尺寸和材料选择：

根据传动系统的要求，确定离合器的直径和厚度。选择适当的材料，如钢、铸铁和复合材料等。

3.2 离合片结构和摩擦片材料选择：

根据传动系统需求和工作环境，选择适当的离合片结构和摩擦片材料，如有机摩擦片、金属摩擦片和碳化硅摩擦片等。

3.3 加载力和压盘压力：

根据发动机的最大扭矩和传动系统的要求，确定离合器的最大加载力和压盘压力。

3.4 热耐受能力：

通过热传导分析和热力学计算，确定离合器的热耐受能力，以确保离合器在高温环境下的稳定工作。

注意：按照课程设计的要求完成，一般对以下部分详细计算： 1) 离合器基本结构尺寸、参数的选择 2) 膜片弹簧的参数计算和选择 3) 从动盘（摩擦片的计算选择） 4) 操纵机构计算

绘图时必须按照设计计算参数绘制，未详细计算部分参考选择，但是必须保证结构正确，无工作干涉，方便加工！

膜片弹簧离合器设计计算（某中型轿车举例）

2摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择

已知条件：某中型轿车发动机数据: 缸数：4缸 排量：1.7升 点火系统：1-3-4-2

最大功率 96/5000 KW/rpm 最大扭矩 220/3500 N ·m/rpm

2.1离合器基本性能关系式

为了能可靠地传递发动机最大转矩max c T ，离合器的静摩擦力矩c T 应大于发动机最大转矩，而离合器传递的摩擦力矩c T 又决定于其摩擦面数Z 、摩擦系数f 、作用在摩擦面上的总压紧力P Σ与摩擦片平均摩擦半径R m ，即

m N R ZfP e r e c ⋅=T =T max β【1】 （2-1） 式中：β—离合器的后备系数。

f —摩擦系数，计算时一般取0.25～0.30。

Z —摩擦面数

2.2摩擦片外径D 与内径d 的选择

当按发动机最大转矩max e T （N ·m ）来确定D 时，有下列公式可作参考：

A

T D e /100max =【1】

（2-2）

式中A 反映了不同结构和使用条件对D 的影响，在确定外径D 时，有下列经验公式可供初选时使用：

max e D T K D ⨯=【1】

（2-3）

轿车：K D =14.5

轻、中型货车：单片K D =16.0～18.5

汽车设计课程设计离合器设计说明书

姓名：范小南

班级：B110210

学号：B11021023

目录

一、离合器设计的目的及相关概述 (1)

1.1 离合器基本功用 (1)

1.2 离合器相关结构的介绍 (1)

1.3 离合器的设计要求 (2)

1.4拉式膜片弹簧的优点 (3)

二、离合器摩擦片参数的确定 (3)

2.1摩擦片相关参数确定之前的数据准备 (3)

2.1.1后背系数确定 (3)

2.1.2单位压力的确定 (4)

2.1.3摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙 (4)

2.2 摩擦片参数的选择 (5)

2.2.1初选摩擦片参数外径D、内径d和厚度b (5)

2.2.2 离合器传递最大转矩 (6)

2.3摩擦片参数的校核 (6)

2.3.1 摩擦片最大圆周速度的校核 (6)

2.3.1 单位滑磨功的校核 (6)

三、膜片弹簧的设计 (6)

3.1 膜片弹簧参数的设计 (7)

3.2 膜片弹簧参数的校核 (9)

四、主要零部件的设计 (10)

4.1 扭转减震器的设计 (10)

4.2 扭转用弹簧的设计 (12)

4.3 从动盘毂的设计 (14)

4.4 离合器盖结构的设计 (15)

4.5 压盘的设计 (14)

4.5.1 设计要求 (15)

4.5.2 压盘几何尺寸及材料的确定 (15)

4.5.3 压盘的校核 (16)

4.6 支撑环 (16)

五、操纵机构 (16)

5.1 操纵机构的简介 (16)

5.2离合器踏板行程计算 (18)

5.3 踏板力计算 (13)

六、设计小结 (19)

七、参考文献 (21)

附录 (22)

一、离合器设计的目的及相关概述

离合器设计方案说明书

一、背景及需求分析

离合器是汽车等机械设备中重要的传动部件之一，用于控制发动机与传动系统之间的连接和分离。通过合理设计和选用合适的材料，可以提高离合器的传动效率和寿命，降低能源消耗和成本。

本文档旨在介绍一种优化的离合器设计方案，满足以下需求： 1. 提高离合器的传动效率； 2. 增加离合器的使用寿命； 3. 降低离合器的成本。

二、设计思路

基于需求分析，我们提出以下设计思路： 1. 优化材料选择：选择高强度、耐磨损和热稳定性好的材料，以提高离合器的性能和使用寿命； 2. 优化结构设计：通过改进离合器的结构和尺寸，提高转矩传递效率和减小传动损失； 3. 优化摩擦片设计：结合摩擦片表面涂层技术，提高摩擦片与离合器盘的摩擦系数，以提升传动效率； 4. 应用驱动控制技术：结合驱动控制系统，实现离合器的精确控制和自适应调节，提高驾驶性能和舒适性。

三、具体实施方案

1. 材料选择

根据需求分析和研究数据，我们建议采用以下材料： - 离合器盘和飞轮：优质钢材，具有高强度和热稳定性； - 摩擦片：高温耐磨陶瓷材料，表面涂覆金属及摩

擦材料复合涂层，提高摩擦系数和耐磨损性； - 弹簧：优质高强度弹簧钢，提高弹

簧的耐久性。

2. 结构设计优化

优化离合器的结构和尺寸，重点包括： - 提高接触面积：增大离合器盘和飞轮

的接触面积，以提高传递转矩的能力； - 减小离合器盘和飞轮的质量：减小离合器

盘和飞轮的质量，降低离合器的惯性，减小传动损失； - 设计合理的冷却系统：引

入冷却系统，保持离合器在高温工况下的稳定性和寿命。

离合器基本参数的确定

参数介绍：

摩擦片或从动片的外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸有决定性的影响，并根据离合器能全部传递发动机的最大转矩来选择，、为了能可靠地传递发动机最大转矩max e T ，离合器的静摩擦力矩C T 应大于发动机最大转矩max e T ，而离合器传递的摩擦力矩C T 又决定于其摩擦面数Z 、摩擦系数f 、作用在摩擦面上的总压紧力∑P 与摩擦片平均摩擦半径m R ，即

m e c R ZfP T T ∑==max β N*m

式中 β——离合器的后备系数，见表1，选择时应考虑摩擦片磨损后仍能传递max e T 及避免起步时滑磨时间过长；同时应考虑防止传动系过

载及操纵轻便等。

f ——摩擦系数，计算时一般去0.25~0.30。

表1.离合器的后备系数β 车 型

轿车，轻型货车 中、重型货车 重载汽车 后备系数β 1.30~1.75 1.60~2.25 2.0~3.5 摩擦片平均摩擦半径m R （当压力均布时）为

式中D ——摩擦片外径，D=2R ；

d ——摩擦片内径，d=2r 。

当d/D ≥0.6时，m R 可足够精确地由下式求得：

2

4r R d D R m +=+=

设0p 为摩擦表面所承受的单位面积上的压力，则单元摩擦面积dS 上产生的单元摩擦力为

αρρd d fp dS fp dF 00==

而单元摩擦力矩为 αρρd d fp dT 20=

整个摩擦片上产生的摩擦力矩则为

⎰⎰-==R r r R fp d d fp T ππαρρ203302

032 而单位压力为)

(220r R p p -∑=π 对于具有Z 对摩擦表面的离合器，其摩擦力矩则为

目录

第一章摘要 (2)

第二章离合器主要参数选择，离合器设计与计算 (3)

2.1后备系数的选择 (3)

2.2摩擦片基本尺寸的确定 (4)

2.3校核离合器所选尺寸 (6)

第三章膜片弹簧的设计 (7)

3.1膜片弹簧的结构选择 (7)

3.2膜片弹簧的基本参数选择 (7)

3.3膜片弹簧的优化设计 (9)

3.4膜片弹簧材料选择及制造工艺 (11)

第四章扭转减震器的设计 (13)

4.1确定扭转减震器主要参数 (13)

4.2减振弹簧的计算 (15)

第五章从动盘的设计 (17)

5.1从动片 (17)

5.2从动盘毂 (17)

第六章离合器盖总成设 (20)

6.1离合器盖结构的设计注意事项： (20)

6.2离合器盖主要零件的设计 (20)

第七章操纵机构的设计 (22)

7.1操纵机构的工作原理及尺寸参数的确定 (22)

第八章三维图 (25)

第九章设计总结 (37)

第一章摘要

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．在汽车行驶过程中．驾驶员飞可以根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时的分离和断开，使发动机向变速器输入动力：（1）是汽车平稳起步。（2）中断给传动系的动力，配合档位。（3）防止传动系过载。本设计主要针对日产天籁轿车设计的离合器。

本设计主要分析了膜片弹簧离合器，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。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，选取了推式膜片弹簧离合器，并且带有扭转减振器，为后面的计算提供了理论基础。

汽车离合器设计说明书毕业设计(doc 7页)

第1章绪论

1.1选题的目的

本次设计，我力争把离合器设计系统化，为离合器设计者提供一定的参考价值。抛弃传统的推式膜片弹簧离合器，设计新式的拉式膜片弹簧离合器是本次设计的主要特点。

1.2离合器发展历史

近年来各国政府都从资金、技术方面大力发展汽车工业，使其发展速度明显比其它工业要快的多，因此汽车工业迅速成为一个国家工业发展水平的标志。

对于内燃机汽车来说，离合器在机械传动系中作为一个独立的总成而存在，它是汽车传动系中直接与发动机相连接听总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦式离合器主要依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。

在早期研发的离合器中，锥形离合器最为成功。现今所用的盘片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。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采用多片离合器。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离合器[1]。

近来，人们对离合器的要求越来越高，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。

随着汽车发动机转速、功率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。随着计算机的发展，设计工作已从手工转向电脑，包括计算、性能演示、计算机绘图、制成后的故障统计等等。

一、离合器的概述及功用

离合器是汽车传动系统中直接与发动机相连接的部件，离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。摩擦离合器主要由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。在保证可靠传递发动机最大转矩的前提下，离合器的具体结构应能满足主、从动部分分离彻底，结合柔和，从动部分的转动惯量要尽可能的小，散热良好，操纵轻便，具有良好的动平衡等基本性能要求。

离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系个零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪音。

1.1离合器设计的基本要求

1）任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止过载。

2）接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。

3）分离时要迅速、彻底。

4）从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档

和小同步器的磨损。

5）应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，长

延长寿命。

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）操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。

8）结构应简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、调整方便等。

1.2从动盘数的选择：单片离合器

汽车离合器设计说明书

离合器设计说明书

第1章汽车离合器综述

1.1 离合器的功能

离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件，主要作用是保证汽车起步平稳，保证传动系统换挡时工作平顺，防止传动系统过载等，在离合器的具体结构上，首选，在保证传递发动机最大转矩的前提下，应满足两个基本要求:首先，分离彻底、接合柔和。离合器从动部分的转动惯量要尽可能的小。此外，还要求离合器散热良好。

1.2 离合器的类型

膜片弹簧推式离合器

1.3 离合器的工作原理

如图1.1所示，摩擦离合器一般是有主动部分、从动部分组成、压紧机构和操纵机构四部分组成。

离合器在接合状态时，发动机扭矩自曲轴传出，通过飞轮2和压盘借摩擦作用传给从动盘3，在通过从动轴传给变速器。当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆，分离叉、分离套筒和分离轴承8，将分离杠杆的内端推向右方，由于分离杠杆的中间是以离合器盖5上的支柱为支点，而外端与压盘连接，所以能克服压紧弹簧的力量拉动压盘向左，这样，从动盘3两面的压力消失，因而摩擦力消失，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处于分离状态。当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此时压紧弹簧就推动压盘向右，仍将从动盘3压紧在飞轮上2，这样发动机的扭矩又传入变速器。

图1.1 离合器总成

1-轴承 2-飞轮 3-从动盘 4-压盘 5-离合器盖螺栓 6-离合器盖 7-膜片弹簧8-分离轴承 9-轴 1.4 对离合器的要求

摩擦式离合器的结构类型非常多，而且有多种组合方式，但不管哪种结构类型，也不管什么组合方式，对它们的使用要求是一致的。

《汽车设计》课程设计

题目:汽车离合器设计

专业：交Y

班级： 091

学号： 200900207XXX

姓名： XXX

指导老师：韦志林

完成日期：

成绩:

目录

任务与背景分析 (4)

1离合器主要参数选择 (5)

1.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b (5)

1.2 后备系数β (5)

1

P (6)

1.3 单位压力

1.4 摩擦因数f、离合器间隙Δt (6)

2 离合器基本参数的优化 (6)

2.1 设计变量 (6)

2.2 目标函数 (6)

2.3 约束条件 (7)

3摩擦片尺寸校核与材料选择。 (7)

4膜片弹簧的设计 (8)

5.扭转减振器的设计 (11)

6减振弹簧的计算 (12)

6.1减振弹簧的分布半径R0 (12)

6.2单个减振器的工作压力P (12)

6.4减振弹簧刚度k (13)

6.5减振弹簧有效圈数 (13)

6.6减振弹簧总圈数n (13)

l (13)

6.7减振弹簧最小高度min

6.8全部减震弹簧总的工作负荷 (14)

6.9单个减震弹簧的工作负荷P (14)

6.9.1减震弹簧总变形量 (14)

6.9.2减震弹簧自由高度 (14)

6.9.3减震弹簧预变形量 (14)

6.9.4减震弹簧安装高度 (14)

6.9.5从动片相对从动毂的最大转角 (14)

7.1从动盘毂 (15)

7.2从动片 (15)

7.3波形片和减振弹簧 (15)

8压盘设计 (15)

8.1离合器盖 (15)

8.2压盘 (16)

8.2.3分离轴承 (16)

9.总结 (17)

10参考文献 (17)

前言

对于内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在的，按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。目前，目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器，摩擦离合器是一种依靠主、从动部分