畢業(yè)設計：汽車離合器設計說明書

1、第1章 緒 論1。1選題的目的 本次設計，我力爭把離合器設計系統化，為離合器設計者提供一定的參考價值。拋棄傳統的推式膜片彈簧離合器，設計新式的拉式膜片彈簧離合器是本次設計的主要特點。1。2離合器發(fā)展歷史近年來各國政府都從資金、技術方面大力發(fā)展汽車工業(yè)，使其發(fā)展速度明顯比其它工業(yè)要快的多，因此汽車工業(yè)迅速成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志。對于內燃機汽車來說，離合器在機械傳動系中作為一個獨立的總成而存在，它是汽車傳動系中直接與發(fā)動機相連接聽總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦式離合器主要依靠主、從動部分之間的摩擦來傳遞動力且能分離的裝置。 在早期研發(fā)的離合器中，錐形離合器最為成功.現今所用的盤片式離合

2、器的先驅是多片盤式離合器，它是直到1925年以后才出現的。20世紀20年代末，直到進入30年代時,只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才采用多片離合器。多年的實踐經驗和技術上的改進使人們逐漸趨向于首選單片干式離合器1。 近來，人們對離合器的要求越來越高,傳統的推式膜片彈簧離合器結構正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結構發(fā)展，傳統的操縱形式的操縱形式正向自動操縱的形式發(fā)展。因此,提高離合器的可靠性和延長其使用壽命，適應發(fā)動機的高轉速，增加離合器傳遞轉矩的能力和簡化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢。 隨著汽車發(fā)動機轉速、功率不斷提高和汽車電子技術的高速發(fā)展，人們對離合器的要求越來越高.從提高離合器工作性能的角

3、度出發(fā),傳統的推式膜片彈簧離合器結構正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結構發(fā)展,傳統的操縱形式正向自動操縱的形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和延長其使用壽命,適應發(fā)動機的高轉速，增加離合器傳遞轉矩的能力和簡化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢。隨著計算機的發(fā)展，設計工作已從手工轉向電腦，包括計算、性能演示、計算機繪圖、制成后的故障統計等等.1.3離合器概述按動力傳遞順序來說,離合器應是傳動系中的第一個總成。顧名思義，離合器是“離”與“合”矛盾的統一體.離合器的工作，就是受駕駛員操縱,或者分離，或者接合,以完成其本身的任務。離合器是設置在發(fā)動機與變速器之間的動力傳遞機構，其功用是能夠在必要時中斷動力的傳遞

4、，保證汽車平穩(wěn)地起步；保證傳動系換檔時工作平穩(wěn);限制傳動系所能承受的最大扭矩，防止傳動系過載.為使離合器起到以上幾個作用,目前汽車上廣泛采用彈簧壓緊的摩擦式離合器,摩擦離合器所能傳遞的最大扭矩取決于摩擦面間的工作壓緊力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面狀況等。即主要取決于離合器基本參數和主要尺寸。膜片彈簧離合器在技術上比較先進，經濟性合理,同時其性能良好，使用可靠性高壽命長,結構簡單、緊湊，操作輕便，在保證可靠地傳遞發(fā)動機最大扭矩的前提下，有以下優(yōu)點2： （1）結合時平順、柔和，使汽車起步時不震動、沖擊；(2)離合器分離徹底；（3）從動部分慣量小，以減輕換檔時齒輪副的沖擊;（4）散熱性能好;（5)

5、高速回轉時只有可靠強度;(6）避免汽車傳動系共振，具有吸收震動、沖擊和減小噪聲能力;（7）操縱輕便；（8)工作性能（最大摩擦力矩和后備系數保持穩(wěn)定）；（9）使用壽命長.1.3.1 離合器的功用離合器可使發(fā)動機與傳動系逐漸接合，保證汽車平穩(wěn)起步。如前所述，現代車用活塞式發(fā)動機不能帶負荷啟動，它必須先在空負荷下啟動，然后再逐漸加載.發(fā)動機啟動后，得以穩(wěn)定運轉的最低轉速約為300500r/min,而汽車則只能由靜止開始起步，一個運轉著的發(fā)動機，要帶一個靜止的傳動系,是不能突然剛性接合的。因為如果是突然的剛性連接,就必然造成不是汽車猛烈攢動，就是發(fā)動機熄火。所以離合器可使發(fā)動機與傳動系逐漸地柔和地接合

6、在一起,使發(fā)動機加給傳動系的扭矩逐漸變大，至足以克服行駛阻力時，汽車便由靜止開始緩慢地平穩(wěn)起步了。雖然利用變速器的空檔，也可以實現發(fā)動機與傳動系的分離。但變速器在空檔位置時，變速器內的主動齒輪和發(fā)動機還是連接的，要轉動發(fā)動機，就必須和變速器內的主動齒輪一起拖轉，而變速器內的齒輪浸在黏度較大的齒輪油中，拖轉它的阻力是很大的。尤其在寒冷季節(jié)，如沒有離合器來分離發(fā)動機和傳動系,發(fā)動機起動是很困難的.所以離合器的第二個功用,就是暫時分開發(fā)動機和傳動系的聯系，以便于發(fā)動機起動.汽車行駛中變速器要經常變換檔位，即變速器內的齒輪副要經常脫開嚙合和進入嚙合.如在脫檔時，由于原來嚙合的齒面壓力的存在，可能使脫檔

7、困難，但如用離合器暫時分離傳動系,即能便利脫檔。同時在掛檔時，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒輪副圓周速度達到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會造成掛檔沖擊甚至掛不上檔，此時又需要離合器暫時分開傳動系，以便使與離合器主動齒輪聯結的質量減小，這樣即可以減少掛擋沖擊以便利換檔.離合器所能傳遞的最大扭矩是有一定限制的，在汽車緊急制動時，傳動系受到很大的慣性負荷，此時由于離合器自動打滑，可避免傳動系零件超載損壞，起保護作用。1。3.2 現代汽車離合器應滿足的要求根據離合器的功用，它應滿足下列主要要求：(1）能在任何行駛情況下，可靠地傳遞發(fā)動機的最大扭矩.為此，離合器的摩擦力矩（)應大于發(fā)動機

8、最大扭矩（）;（2）接合平順、柔和.即要求離合器所傳遞的扭矩能緩和地增加,以免汽車起步沖撞或抖動；（3）分離迅速、徹底。換檔時若離合器分離不徹底，則飛輪上的力矩繼續(xù)有一部份傳入變速器,會使換檔困難，引起齒輪的沖擊響聲；（4)從動盤的轉動慣量小.離合器分離時，和變速器主動齒輪相連接的質量就只有離合器的從動盤。減小從動盤的轉動慣量，換檔時的沖擊即降低；（5）具有吸收振動、噪聲和沖擊的能力;(6)散熱良好，以免摩擦零件因溫度過高而燒裂或因摩擦系數下降而打滑;（7）操縱輕便，以減少駕駛員的疲勞。尤其是對城市行駛的轎車和公共汽車，非常重要;（8）摩擦式離合器，摩擦襯面要耐高溫、耐磨損，襯面磨損在一定范圍

9、內，要能通過調整，使離合器正常工作。1。3.3 離合器工作原理如圖1.1所示，摩擦離合器一般是有主動部分、從動部分組成、壓緊機構和操縱機構四部分組成。離合器在接合狀態(tài)時，發(fā)動機扭矩自曲軸傳出，通過飛輪2和壓盤借摩擦作用傳給從動盤3,在通過從動軸傳給變速器。當駕駛員踩下踏板時，通過拉桿，分離叉、分離套筒和分離軸承8，將分離杠桿的內端推向右方，由于分離杠桿的中間是以離合器蓋5上的支柱為支點，而外端與壓盤連接，所以能克服壓緊彈簧的力量拉動壓盤向左，這樣,從動盤3兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動機的扭矩就不再傳入變速器，離合器處于分離狀態(tài)。當放開踏板,回位彈簧克服各拉桿接頭和支承中的摩擦力，使踏板

10、返回原位。此時壓緊彈簧就推動壓盤向右，仍將從動盤3壓緊在飛輪上2，這樣發(fā)動機的扭矩又傳入變速器.1軸承 2-飛輪 3從動盤 4壓盤 5-離合器蓋螺栓 6離合器蓋 7膜片彈簧 8分離軸承 9-軸圖1.1 離合器總成1.3.4 拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點與推式相比,拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點：取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個支承環(huán)，使其結構更簡單、緊湊，零件數目更少，質量更少；拉式膜片彈簧是中部與壓盤相壓在同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力與傳遞轉矩的能力，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉矩時，可采用尺寸較小的結構；在接合或分離狀態(tài)下,離合器蓋的變形量小，剛度

11、大，分離效率更高;拉式的杠桿比大于推式的杠桿比,且中間支承減少了摩擦損失,傳動效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約；無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結構的膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會形成間隙而增大踏板自由行程，不會產生沖擊和哭聲；使用壽命更長。1.4 設計的預期成果本次設計,我將取得如下成果：1、設計說明書：(1）離合器各零件的結構；（2)離合器主要參數的選擇與優(yōu)化；（3）膜片彈簧的計算與優(yōu)化；（4）扭轉減振器的設計;(5）離合器操縱機構的設計計算。2、圖紙有:扭轉減振器、摩擦片、膜片彈簧、從動盤、軸、壓盤、離合器總成.第2章 離合器的結構設計

12、為了達到計劃書所給的數據要求,設計時應根據車型的類別、使用要求、制造條件,以及“系列化、通用化、標準化”的要求等，合理選擇離合器結構。2.1 離合器結構選擇與論證2。1.1 摩擦片的選擇 單片離合器因為結構簡單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調整方便，從動部分轉動慣量小，在使用時能保證分離徹底接合平順，所以被廣泛使用于轎車和中、小型貨車,因此該設計選擇單片離合器。摩擦片數為2.2.1。2 壓緊彈簧布置形式的選擇離合器壓緊裝置可分為周布彈簧式、中央彈簧式、斜置彈簧式、膜片彈簧式等。其中膜片彈簧的主要特點是用一個膜片彈簧代替螺旋彈簧和分離杠桿。膜片彈簧與其他幾類相比又有以下幾個優(yōu)點9:（1)由于膜片彈簧

13、有理想的非線性特征,彈簧壓力在摩擦片磨損范圍內能保證大致不變,從而使離合器在使用中能保持其傳遞轉矩的能力不變。當離合器分離時,彈簧壓力不像圓柱彈簧那樣升高，而是降低，從而降低踏板力；（2)膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結構簡單緊湊，軸向尺寸小,零件數目少,質量??；（3）高速旋轉時,壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱彈簧壓緊力明顯下降;（4）由于膜片彈簧大斷面環(huán)形與壓盤接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命;（5)易于實現良好的通風散熱，使用壽命長；（6）平衡性好；（7)有利于大批量生產，降低制造成本。但膜片彈簧的制造工藝較復雜，對材料質量和尺寸精度要求高，其非線性特性

14、在生產中不易控制，開口處容易產生裂紋，端部容易磨損.近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和設計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，我選用膜片彈簧式離合器。2.1。3 壓盤的驅動方式在膜片彈簧離合器中，扭矩從離合器蓋傳遞到壓盤的方法有三種9： （1）凸臺窗孔式：它是將壓盤的背面凸起部分嵌入在離合器蓋上的窗孔內，通過二者的配合，將扭矩從離合器蓋傳到壓盤上，此方式結構簡單，應用較多；缺點：壓盤上凸臺在傳動過程中存在滑動摩擦,因而接觸部分容易產生分離不徹底。（2）徑向傳動驅動式：這種方式使用彈簧剛制的徑向片將離合器蓋和壓盤連接在一起，此傳動的方式較上一種在結構上稍顯復雜一些，但它沒有相對滑

15、動部分，因而不存在磨損，同時踏板力也需要的小一些，操縱方便；另外,工作時壓盤和離合器蓋徑向相對位置不發(fā)生變化,因此離合器蓋等旋轉物件不會失去平衡而產生異常振動和噪聲。（3） 徑向傳動片驅動方式：它用彈簧鋼制的傳動片將壓盤與離合器蓋連接在一起，除傳動片的布置方向是沿壓盤的弦向布置外，其他的結構特征都與徑向傳動驅動方式相同.經比較，我選擇徑向傳動驅動方式.2。1.4 分離杠桿、分離軸承分離杠桿的作用由膜片彈簧承擔，其作用是通過分離軸承克服離合器彈簧的推力并推動壓盤移動，從而使壓盤與從動盤和從動盤與飛輪相互分離，截斷動力的傳遞,分離杠桿要具有足夠的強度和剛度，以承受反復作用在其上面的彎曲應力，分離軸承的作用是通過分離叉的作用使分離軸承沿變速器前端蓋導向套作軸向移動，推動旋轉中的膜片彈簧中部分離前端，使離合器起到分離作用。分離本次設計選用的是油封軸承，它可以將潤滑脂密封在軸承殼內，使用中不需要增加潤滑，相比供油式軸承則需增加.2。1.5 離合器的散熱通風試驗表明,摩擦片的磨損是隨壓盤溫度的升高而增大的，當壓盤工作表面超過°C時摩擦片磨損劇烈增加，正常使用