离合器课程设计专业：班级：姓名：学号：指导老师：浙江科技学院2011年7月摘要离合器是汽车传动系中的重要部件，主要功用是是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车平稳起步，保证传动系统换挡时工作平顺以及限制传动系统所承受的最大转矩，防止传动系统过载。
膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器，它的转矩容量大而且较稳定，操作轻便，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。
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。
本文基于比亚迪9500的设计要求和设计参数，确定了以拉式膜片弹簧离合器作为设计目标。
根据拉式膜片弹簧离合器工作原理和使用要求，采用系统化设计方法，把离合器分为主动部分、从动部分、操纵机构。
通过对各个部分设计方案的原理阐释和优缺点的比较，确定了相关部分的基本结构及其零部件的制造材料。
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β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，以及从动盘设计（从动盘毂的设计）和膜片弹簧设计等。
关键字：离合器；膜片弹簧；从动盘；压盘；摩擦片设计方案概述本设计进行的是轿车离合器总成的设计，通过对对给定汽车参数的分析，确定离合器结构方案，并计算离合器主要参数，最后绘制离合器总成图。
设计已知参数如下：汽车型号整备质量最大功率扭矩沃尔沃s80 1746kg 175Kw/6200rpm 320N.m/30000rpm 摩擦离合器主要由主动部分（发动机飞轮、离合器盖和压盘等）、从动部分（从动盘）、压紧机构（压紧弹簧）和操纵机构（分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等）四部分组成。
主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接合状态并能传递动力的基本结构。
操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。
汽车离合器设计的基本要求:(1）在任何行驶条件下，能可靠地传递发动机的最大转矩。
(2）接合时平顺柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。
(3）分离时要迅速、彻底。
(4）从动部分转动惯量小，减轻换挡时变速器齿轮间的冲击。
(5）有良好的吸热能力和通风散热效果，保证离合器的使用寿命。
(6）避免传动系产生扭转共振，具有吸收振动、缓和冲击的能力。
(7）操纵轻便、准确。
(8）作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小，保证有稳定的工作性能。
(9）应有足够的强度和良好的动平衡。
(10）结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等。
离合器设计的任务(1)从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标、质量和主要尺寸参数，提出总成设计方案，为各零件设计提供整体参数和设计要求；(2)对各零件进行合理布置和运动校核；(3)对整体性能进行计算和控制，保证汽车主要性能指标实现；(4) 协调好整体总成与零件之间的匹配关系，配合零件完成布置设计，使整体的性能、可靠性达到设计要求。
设计原则、目标（1）离合器的选型应根据汽车型谱、市场需求、产品的技术发展趋势和企业的产品发展规划进行。
（2）选型应在对同类型产品进行深入的市场调查、使用调查、生产工艺调查、样车结构分析与性能分析及全面的技术、进行分析的基础上进行（3）应从已有的基础出发，对原有离合器和引进的样本进行分析比较，继承优点，消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先进技术与结构，开发新型离合器。
（4）涉及应遵守有关标准、规范、法规、法律，不得侵犯他人专利。
（5）力求零件标准化、部件通用化、产品系列化。
离合器结构方案选择根据设计原则，目标和用户的需求特点，设计人员要提出被开发离合器的整体结构方案，主要包括以下几部分：（1）离合器种类选择（2）从动盘数选择（3）压紧弹簧和布置形式选择（4）压盘驱动形式选择（5）扭转减振器（6）离合器的操纵机构选择一、从动盘的设计1从动盘数的选择：1.1.1单片离合器：单片离合器（图3-1）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。
1.1..2双片离合器：双片离合器（图3-2）传递转矩的能力较大，径向尺寸较小，踏板力较小，接合较为平顺。
但中间压盘通风散热不良，分离也不够彻底。
1.1.3 多片离合器：多片离合器主要用于行星齿轮变速器换挡机构中。
它具有接合平顺柔和、摩擦表面温度较低、磨损较小，使用寿命长等优点，主要应用于重型牵引车和自卸车上。
图3-1单片离合器图3-2双片离合器对于乘用车和最大总质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩一般不大，在布置尺寸容许的情况下，离合器通常只设计有一片的从动盘。
我们选择双片离合器。
1.2从动盘总成设计1.2.1从动盘设计要求：1.2.2为减少变速器换挡时轮齿间的冲击，从动盘的转动惯量应尽可能小。
1.2.3为保证汽车平稳起步、摩擦面片上的压力分布更均匀等，从动盘具有轴弹性。
1.2.4为了避免传动系的扭转共振以及冲击载荷，从动盘上应有扭转减振器。
1.2.5要有足够的抗爆裂强度。
1.3从动片：设计从动片时，要尽量减轻其质量，并应使其质量的分布尽可能地靠近旋转中心，以获得最小的转动惯量。
为了使得离合器结合平顺，保证汽车平稳起步，单片离合器的从动片一般都做成具有轴向弹性的结构。
具有轴向弹性的从动片有以下3种结构型式：整体式弹性从动片、分开式弹性从动片以及组合式弹性从动片。
前面两种结构在小轿车上采用较多，在载货汽车上则常用第三种即组合式从动片。
双片式离合器的从动片一般都不做成具有轴向弹性。
这首先是因为双片式离合器的结合过程本身就比较的平顺。
其次，若双片离合器从动片都做成弹性的，其结果是要大大增加踏板的工作行程（或者是缩小离合器传动装置的传动比而使踏板操纵力增大），才能保证离合器的彻底分离。
显然这都不利于离合器的操纵。
故我们采用刚性的从动片。
从动片材料与所用的结构型式有关，不带波形弹簧片的从从动片一般用高碳钢或弹簧刚片冲压而成，经热处理后达到硬度要求。
从动片直径对照摩擦片尺寸确定。
为减小从动盘转动惯量，从动片一般较薄，通常为1.3~2.0mm 厚钢板冲压而成，取值为1.5mm。
我们设计的从动盘D=200mm;d=135mm；从动片厚度1.5mm。
1.4从动盘毂：发动机转矩是经从动盘毂的花键孔输出，变速器第一轴花键轴就插在该花键孔内。
从动盘毂和变速器第一轴的花键结合方式，眼下都采用齿侧定心的矩形花键。
花键之间为动配合，这样，在离合器分离和结合过程中，从动盘毂就能在花键轴上自由滑动。
查表4-6，根据从动盘外径和发动机转矩得：花键齿数n=10，花键外径D’=29mm，花键内径d’=23mm，齿厚t=4mm，有效齿长l=25mm，挤压应力σ=11.3MPa。
花键齿工作高度h=（D’－d’）/2=3mm表4-6从动盘毂花键尺寸系列花键尺寸的强度校核：花键侧面压力P=4T emax/(D’+d’)Z=4x440/（0.029+0.023）4=8461.5Nσ挤压=P/nhl=8461.5/10·0.003·0.025=11.3MPa≤20MPa 所以满足设计要求从动盘毂一般都由中碳钢锻造而成，并经调制处理，其挤压应力不应超过20 MPa1.5从动盘摩擦材料选择：离合器摩擦面片在离合器结合过程中将遭到严重的滑磨，在相对很短的时间内产生大量的热，因此，要求摩擦面片应有下列一些综合性能：1）在工作时有相对较高的摩擦系数。
2）在整个工作寿命期内应维持其摩擦特性，不希望出现摩擦系数衰退的现象。
3）在短时间内能吸收相对高的能量，且有好的耐磨性能。
4）能承受较高的压盘作用载荷，在离合器结合过程中表现出良好的性能。
5)能抵抗高转速下大的离心力载荷而不破坏。
6）在传递发动机转矩时，有足够的剪切强度。
7）具有小的转动惯量，材料加工性能良好。
8）在整个正常温度范围内，和对偶材料压盘、飞轮等有良好的兼容摩擦性能。
9）摩擦副对偶面有高度的容污性能，不易影响他们的摩擦作用。
10）具有优良的性能/价格比，不会污染环境。
摩擦的材料基本上有三种：石棉基摩擦材料、有机摩擦材料以及金属陶瓷摩擦材料，有机摩擦材料可以满足较高的性能标准，成本低等特点，选择有机摩擦材料。
故选有机摩擦材料。
二、分离轴承及分离套筒的设计2.1分离轴承设计分离轴承的形式采用接触推力球轴承，分离轴承装置采用推式自动调心式。
总体布置见下图4-。
图4-4 推式自动调心式分离轴承装置1-内圈旋转时分离轴承2-波形弹簧3-轴承罩4- 分离套筒2.2操纵机构汽车离合器操纵机构是驾驶员用来控制离合器分离又使之柔和接合的一套机构。
它始于离合器踏板，终止于离合器壳内的分离轴承。
由于离合器使用频繁，因此离合器操纵机构首先要求操作轻便。
轻便性包括两个方面，一是加在离合器踏板上的力不应过大，另一方面是应有踏板形成的校正机构。
离合器操纵机构按分离时所需的能源不同可分为机械式、液压式、弹簧助力式、气压助力机械式、气压助力液压式等等。
离合器操纵机构应满足的要求是[3]：（1）踏板力要小，轿车一般在80～150N范围内，货车不大于150～200N；（2）踏板行程对轿车一般在mm范围内，对货车最大不超过180mm；（3）踏板行程应能调整，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可复原；（4）应有对踏板行程进行限位的装置，以防止操纵机构因受力过大而损坏；（5）应具有足够的刚度；（6）传动效率要高；（7）发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。
机械式操纵机构有杠系传动和绳索系两种传动形式，杠传动结构简单，工作可靠，但是机械效率低，质量大，车架和驾驶室的形变可影响其正常工作，远距离操纵杆系，布置困难，而绳索传动可消除上述缺点，但寿命短，机构效率不高。
本次设计的普通轮型离合器操纵机构，采用液压式操纵机构。
液压操纵机构有如下优点：（1）液压式操纵，机构传动效率高，质量小，布置方便；便于采用吊挂踏板，从而容易密封，不会因驾驶室和车架的变形及发动机的振动而产生运动干涉；（2）可使离合器接合柔和，可以降低因猛踩踏板而在传动系产生的动载荷，正由于液压式操纵有以上的优点，故应用日益广泛，离合器液压操纵机构由主缸、工作缸、管路系统等部分组成。
mm，mm，mm，mmmm，mm，mm，mm2.3离合器踏板行程计算踏板行程由自由行程和工作行程组成：式中，为分离轴承的自由行程，一般为mm，取mm；反映到踏板上的自由行程一般为mm；、分别为主缸和工作缸的直径；Z为摩擦片面数；为离合器分离时对偶摩擦面间的间隙，单片：mm，取mm；、、、、、为杠杆尺寸。
得：mm，mm，合格。
设计总结本设计根据给出的设计要求和原始设计参数，以及推式膜片弹簧离合器及其操纵机构的工作原理和使用要求，通过对其工作原理的阐述、结构方案的比较和选择、相关零件参数的计算，大致确定了离合器及其操纵机构的基本结构和主要尺寸以及制造相关零部件所用的材料。
