1、辽 宁 工 业 大 学汽车设计课程设计（论文）题目： 骏捷 PRV-1.3-MT 舒适型轿车离合器设计 院（系）： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程 101 学 号： 101201018 学生姓名： 范英 指导教师： 秦玉英 教师职称： 副教授 起止时间：2013.12.162013.12.27辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）目 录第 1章 汽车离合器综述 .11.1 离合器的结构型式 .11.2离合器的功能及其组成 .11.3离合器的工作原理 .11.4对离合器的要求 .1第 2章 设计方案的分析与确定 .32.1离合器组成 .32.2从动盘数的选择 .3
2、2.3压紧弹簧形式的选择 .32.4分离时离合器受力形式选择 .42.5压盘的驱动形式选择 .42.6扭转减振器 .42.7分离轴承的选择 .52.8离合器的散热通风 .5第 3章 主要零部件设计计算和验算的简要过程 .63.1 摩擦片的设计 .63.2 离合器基本参数的优化 .73.3 膜片弹簧的设计 .93.4从动盘毂花键的强度验算 .12第 4章 主要部件结构设计说明 .134.1从动盘总成的设计 .134.2离合器盖和压盘的方式选择 .134.3分离轴承的选择 .144.4离合器的通风散热 .154.5离合器种类的选择 .154.6分离时离合器受力形式的选择 .154.7扭转减振器的设
3、计 .174.8离合器的操纵机构选择 .18第 5章 经济、技术分析及对设计所作的简要评语 .205.1经济、技术分析 .205.2简评 .20参考文献 .21致谢 .22附 录 .23辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）1第 1 章 汽车离合器综述1.1 离合器的结构型式现代各类汽车上应用最广泛的离合器是干式盘形摩擦离合器，按从动盘数分类可分为：单片，双片，多片。按照弹簧分布形式分类：圆周布置，中央布置，斜向布置。按照弹簧形式分布：圆柱螺旋弹簧，圆锥螺旋弹簧，膜片弹簧。按照作用力方向分类：推式，拉式。1.2离合器的功能及其组成(1)汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合
4、，确保汽车平稳起步；(2)在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；(3)限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏；(4)有效地降低传动系中的振动和噪声。飞轮、压盘、从动盘、膜片弹簧总成、离合器盖。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。1.3离合器的工作原理图 1 离合器总成辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书
5、（论 文）2离合器盖与发动机飞轮用螺栓紧固在一起，当膜片弹簧被预加压紧，离合器处于接合位置时，由于膜片弹簧大端对压盘的压紧力，使得压盘与从动摩擦片之间产生摩擦力。当离合器盖总成随飞轮转动时(构成离合器主动部分)，就通过摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘总成和变速器一起转动以传递发动机动力，要分离离合器时，将离合器踏板踏下，通过操纵机构，使分离轴承总成前移推动膜片弹簧分离指，使膜片弹簧呈反锥形变形，其大端离开压盘，压盘在传动片的弹力作用下离开摩擦片，使从动盘总成处于分离位置，切断了发动机动力的传递。1.4对离合器的要求为了保证离合器具有良好的工作性能，设计离合器应满足如下基本要求：1)在任何行驶条件下
6、均能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备。2)接合时要平顺柔和，以保证汽车起步时没有抖动和冲击。3)分离时要迅速、彻底。4)离合器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)应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)应使传动系避免扭转共振，并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力。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，以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，以保证其工作可靠、寿命长。10)结构应简单、紧凑、质量
7、小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）3第 2 章 设计方案的分析与确定2.1离合器组成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。2.2从动盘数的选择从动盘数由计算尺寸查汽车设计标准资料手册取标准。磨擦片材料的选择：选择无石棉有机摩擦材料制成的。摩擦片在性能上应满足如下要求:磨擦系数比较稳定,工作温度
8、,磨损速度,单位压力的变化对其影响要小,足够的机械强度和耐磨性,热稳定性好,磨合性能好,密度要小,有利于结合平顺,长期停放,离合器磨擦面间不发生“粘着现象” 。摩擦片与从动盘片的连接用铆钉联接。从动盘具有轴向弹性,可改变离合器性能,使离合器接合柔和,减小冲击，磨擦面接触较为均匀,磨损较小，从动毂在变速器第一轴花键上易于滑动。单片离合器结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，在使用时能保证分离彻底，接合平顺。多片离合器分离不彻底，轴向尺寸大，质量大，易烧坏摩擦片。故选择单片离合器。2.3压紧弹簧形式的选择周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使弹簧压紧力下降，离合器传递扭矩的能力降低，另外，弹
9、簧压到它定位面上，造成接触部位严重磨损，会出现弹簧断裂现象。中央弹簧此结构轴向尺寸大。斜置弹簧在重型汽车上使用，突出优点是工作性能十分稳定，踏板力较小。膜片弹簧弹簧压力在摩擦片允许范围内基本不变，能保持传递的转矩大致不变，另外辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）4它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，质量小。由于它大断面环形与压盘接触，其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，提高使用寿命，平衡性好。故选择膜片弹簧。2.4分离时离合器受力形式选择推式膜片弹簧是一种传统的膜片弹簧离合器，使其结构简单、紧凑。零件数目更少，质量更小。它是以中部与压盘相压，在同样压
10、盘尺寸下可采用直径较小的膜片弹簧，从而可以减小离合器的总体尺寸。而并不增加踏板力，在接合和分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，故分离效果更高，拉式杠杆比大于推式杠杆比，传动效率更高，使用寿命长，它的分离与分离轴承套筒总成装在一起，需专门分离轴承，结构复杂。推式摸片弹簧结构简单，安装拆卸较简单，分离行程比拉式小。故选择推式膜片弹簧。2.5压盘的驱动形式选择窗孔式、销钉式、键块式它们缺点是在联接件间有间隙，在驱动中将产生冲击噪声，而且零件相对滑动中有摩擦和磨损，降低离合器传动效率。传动片式此结构中压盘与飞轮对中性好，使用平衡性好，简单可靠，寿命长。故选择传动片式。2.6扭转减振器它能降低发动机
11、曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率，增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的瞬态扭振，控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器的扭振与噪声，缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性。故要有扭转减振器。2.7分离轴承的选择根据汽车实用技术手册选径向推力轴承，分离轴承与分离杠杆通过轴承外圈联接，轴承内圈通过挡圈与膜片弹簧锁止在一起,分离轴承与分离杠杆间有轴向滑动,同时也有辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）5径向滑动。2.8离合器的散热通风实验表明,磨擦片的磨损是随压盘的温度的升高而增大的,温度超过 180200时
12、,磨擦片磨损急剧增加.正常条件下,压盘表面工作温度在 180以下。改善离合器结构措施有:在压盘上设散热筋和毂风筋,在离合器盖上开较大的通风口；在离合器外窗设有通风窗,在离合器外壳内装一导流罩,加强通风，使工作温度保持在180以下。辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）6第 3 章 主要零部件设计计算和验算的简要过程3.1 摩擦片的设计3.1.1 初选摩擦片外径 D、内径 d、厚度 bD=100 =151.7，本车 A取 47 （3-ATemax/1） 表 3.1 离合器摩擦片尺寸系列和参数 1根据表 3.1可知，取 D=225mm,d=150mm, b=3.5mm。3.1
13、.2 后备系数 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） ，再加上载自卸车的后备功率比较小，使用条件较差，故取 1.3。3.1.3 单位压力 PO压紧力 F=3000Temax(D+d)/Z(D+d) 2=3000*1.5*131*(225+150)/*2*( +200*140+ )=1144/202140Po=F/a=1144/*a,其中 a=16022.1 2m当 =0.2 时，Po=0.36MPa,当 =0.3 时，Po=0.23MPa,辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）7表 3.2 摩擦片单位压力
14、2故根据表 3.2可知，摩擦片材料选择无石棉有机摩擦基材料。3.1.4 摩擦因数 f、离合器间隙 t摩擦因数 f=0.3离合器间隙 t=3mm摩擦面数 Z=23.2 离合器基本参数的优化3.2.1 设计变量后备系数 取决于离合器工作压力 F和离合器的主要尺寸参数 D和 d。单位压力 P也取决于离合器工作压力 F和离合器的主要尺寸参数 D和 d。因此，离合器基本参数的优化设计变量选为：（3-2）TTDdxX3213.2.2 目标函数离合器基本参数优化设计追求的目标，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，即目标函数为（3-3）)(4min)(2dDxf3.2.3 约束条件（1） 最大
15、圆周速度根据下式（3-4） smDnveD/0651603max辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）8知，式中 为摩擦片最大圆周速度（m/s） ； 为发动机最高转速（r/min）Dv maxen所以，7065.53.31060 3maxmax DnV eD 故符合条件。（2）摩擦片内、外径之比 c,满足 0.53 的条件范围。66.0225150 Ddc 70.（3）后备系数 初选后备系数 1.5（4）扭转减振器的优化对于摩擦片内径 d=150mm, 而减振器弹簧位置半径 2/)75.06(0dR故取 (mm)，.4821406.00 R符合50544821502 0 Rd符合要求取 480.4821506.0 00 RR故符合 d2R0+50mm的优化条件（5）单位摩擦面积传递的转矩 c0T=（3-5）c0T)(42cdDZ根据下式知，Tc= =1.3*108=136.5N.mmaxe故表 3.3 单位摩擦面积传递转矩的许用值 2 （N.m/mm 2）
