重型载货汽车离合器设计说明书

目录1前言 (1)2总体方案论证 (2)2.1离合器总成的结构和有关组件的结构 (2)2.1.1从动盘数及干、湿式的选择 (2)2.1.2压紧弹簧的结构型式及布置 (2)2.1.3 压盘的驱动方式 (4)2.1.4分离杠杆的结构型式 (4)2.1.5分离轴承的类型 (5)2.1.6离合器的通风散热措施 (5)2.1.7从动盘的结构型式 (6)2.1.8 离合器的操纵机构选择 (6)2.2 结论 (7)3汽车离合器的设计计算 (9)3.1离合器主要参数的选择 (9)3.2摩擦离合器主要零件的设计计算....................... 错误!未定义书签。

3.2.1压紧弹簧的设计计算............................... 错误!未定义书签。

3.2.2压盘的设计计算................................... 错误!未定义书签。

3.2.3从动片与从动盘毂的设计计算....................... 错误!未定义书签。

3.2.4分离杠杆的设计计算............................... 错误!未定义书签。

3.2.5离台器盖的设计计算............................... 错误!未定义书签。

3.3离合器操纵机构设计................................. 错误!未定义书签。

3.3.1离合器操纵机构的结构型式选择..................... 错误!未定义书签。

3.3.2离合器分离行程及性能计算......................... 错误!未定义书签。

4结论................................................. 错误!未定义书签。

参考文献 ........................................... 错误!未定义书签。

致谢 ................................................. 错误!未定义书签。

附录 ................................................. 错误!未定义书签。

1前言离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，以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；在工作中受到大的动载荷时，能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；有效地降低传动系中的振动和噪声。

[1]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]本课题来源于生产实际，为解决多数摩擦离合器存在散热能力不足，摩擦片易磨损等缺点的现状，保证离合器具有良好的工作性能，依据经济、可靠、操作方便的原则，对汽车离合器设计提出如下基本要求：a.在任何行驶条件下，能可靠地传递发动机的最大转矩。

b.接合时要平顺柔和，以保证汽车起步时没有抖动和冲击。

c.分离时要迅速、彻底。

d.从动部分转动惯量小，减轻换挡时变速器齿轮间的冲击。

e.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。

f.操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。

g.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。

h.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。

i.结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等。

早期使用的一些锥形摩擦式离合器，其从动部分的转动惯量太大，使得变速器换档困难，而且结合也不够柔和，易卡住；湿式多片离合器其片与片间容易被油粘住，致使分离不彻底，造成换档困难；多片干式摩擦离合器，接触面数多，结合平稳柔和，能保证汽车的平稳起步。

但其片数多使得从动部分的转动惯量大，换档不够容易。

而且其通风散热性不好，易引起过热，加快了摩擦片的磨损甚至烧伤和碎裂，调整不当也会使离合器分离不彻底；单片干式摩擦离合器，它具有从动部分转动惯量小，散热性好，结构简单，调整方便，尺寸紧凑，分离彻底等优点，而且在结构上采取一定的措施，能使其结合平顺。

2总体方案论证2.1离合器总成的结构和有关组件的结构离合器是作为汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其性能的好坏直接影响汽车平稳起步、变速器中换挡齿轮之间的冲击、传动系中的振动和噪声。

现代汽车摩擦离合器在设计中应根据车型的类别，使用要求，与发动机的匹配要求，制造条件以及标准化、通用化、系列化要求等，合理地选择离合器总成的结构和有关组件的结构，现分述如下：2.1.1从动盘数及干、湿式的选择a.单片干式摩擦离合器其结构简单，调整方便，轴向尺寸紧凑，分离彻底，从动件转动惯量小，散热性好，采用轴向有弹性的从动盘时也能接合平顺。

因此，广泛用于各级轿车及微、轻、中型客车与货车上，在发动机转矩不大于1000N·m的大型客车和重型货车上也有所推广。

b.双片干式摩擦离合器与单片离合器相比，由于摩擦面增多使传递转矩的能力增大，接合也更平顺、柔和；在传递相同转矩的情况下，其径向尺寸较小，踏板力较小。

但轴向尺寸加大且结构复杂；中间压盘的通风散热性差易引起过热而加快摩擦片的磨损甚至烧伤碎裂；分离行程大，调整不当分离也不易彻底；从动件转动惯量大易使换档困难等。

仅用于传递的转矩大且径向尺寸受到限制时。

c.多片湿式离合器摩擦面更多，接合更加平顺柔和；摩擦片浸在油中工作，表面磨损小。

但分离行程大、分离也不易彻底，特别是在冬季油液粘度增大时；轴向尺寸大；从动部分的转动惯量大，故过去未得到推广。

近年来，由于多片湿式离合器在技术方面的不断完善，重型车上又有采用，并有不断增加的趋势。

因为它采用油泵对摩擦表面强制冷却，使起步时即使长时间打滑也不会过热，起步性能好，据称其使用寿命可较干式高出5～6倍。

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。

依据经济、可靠、操作方便的原则，故选择单片离合器。

2.1.2压紧弹簧的结构型式及布置离合器压紧弹簧的结构型式有：圆柱螺旋弹簧、矩形断面的圆锥螺旋弹簧和膜片弹簧等。

可采用沿圆周布置、中央布置和斜置等布置型式。

根据压紧弹簧的型式及布置，离合器分为：a.周置弹簧离合器周置弹簧离合器的压紧弹簧是采用圆柱螺旋弹簧并均匀布置在一个圆周上。

有的重型汽车将压紧弹簧布置在同心的两个圆周上。

周置弹簧离合器的结构简单、制造方便，过去广泛用于各种类型的汽车上。

现代由于轿车发动机转速的提高(最高转速高达5000～7000r／min或更高)，在高转速离心力的作用下，周置弹簧易歪斜甚至严重弯曲鼓出而显著降低压紧力；另外，也使弹簧靠到定位座柱上而使接触部位严重磨损甚至出现断裂现象。

因此，现代轿车及微、轻、中型客车多改用膜片弹簧离合器。

但在轻、中、重型货车上，周置弹簧离合器仍得到广泛采用。

b.中央弹簧离合器采用一个矩形断面的圆锥螺旋弹簧或用1～2个圆柱螺旋弹簧做压簧并布置在离合接触，因此压盘由于摩擦而产生的热量不会直接传给弹簧而使其回火失效。

压簧的压紧力是经杠杆系统作用于压盘，并按杠杆比放大，因此可用力量较小的弹簧得到足够的压盘压紧力，使操纵较轻便。

采用中央圆柱螺旋弹簧时离合器的轴向尺寸较大，而矩形断面的锥形弹簧则可明显缩小轴向尺寸，但其制造却比较困难，故中央弹簧离合器多用在重型汽车上以减轻其操纵力。

根据国外的统计资料：当载货汽车的发动机转矩大于400～450N·m时，常常采用中央弹簧离合器。

c.斜置弹簧离合器是重型汽车采用的一种新型结构。

以数目较多的一组圆柱螺旋弹簧为压紧弹簧，分别以倾角（弹簧中心线与离合器中心线间的夹角）斜向作用于传力套上，后者再推动压杆并按杠杆比放大后作用到压盘上。

这时，作用在压杆内端的轴向推力等于弹簧压力的轴向分力。

当摩擦片磨损后压杆内端随传力套前移，使弹簧伸长，压力减小，倾角亦减小，而cos值则增大。

这样即可使在摩擦片磨损范围内压紧弹簧的轴向推力几乎保持不变，从而使压盘的压紧力也几乎保持不变。

同样，当离合器分离时后移传力套，压盘的压紧力也大致不变。

因此，斜置弹簧离合器与前两种离合器相比，其突出优点是工作性能十分稳定。

与周置弹簧离合器比较，其踏板力约可降低35％。

d.膜片弹簧离合器膜片弹簧离合器由于膜片弹簧具有非线性特性，因此可设计成当摩擦片磨损后，弹簧压力几乎可以保持不变，且可减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对称的，因此其压力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著地缩短了其轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，磨损均匀，也易于实现良好的散热通风等。

周置弹簧在轻、中、重型货车上，周置弹簧离合器得到广泛采用，其结构简单、调整方便，分离彻底。

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。

膜片弹簧弹簧其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，提高使用寿命，平衡性好。

依据经济、可靠、操作方便的原则，故选择周置弹簧。

2.1.3 压盘的驱动方式凸块—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。

是在单片离合器中长期采用的传统结构(见图2-1)。

[2]该结构是在压盘外缘铸出3～4个凸块，装配时伸入离合器盖对应的长方形窗孔中。

而离合器盖则与飞轮相连。

考虑到摩擦片磨损后压盘将向前移，因此凸块应突出窗孔以外；其结构简单。

[2]图2-1 凸块—窗孔式压盘驱动缺点是连接之间有间隙（如凸块与窗孔之间的间隙约为0.2mm左右）。

这样，在传动时将产生冲击和噪声。

依据经济、可靠、操作方便的原则，故选择凸块—窗孔式。

2.1.4分离杠杆的结构型式在周置弹簧离合器中一般采用3～6个分离杠杆，采用如图2-2所示的结构型式。

对它们的共同要求是：杠杆应有足够的刚度；其支承处的摩擦损失要小；其支承机构与压盘的驱动机构在运动时不发生干涉；分离杠杆内端的位置应便于调整以便分离轴承能同时均衡地压紧所有的分离杠杆；分离杠杆的质心要设计得尽量靠近其中间支承处，以避免在高速时因分离杠杆的离心力造成压紧力的降低。