第二章离合器设计解析
汽车底盘构造与维修教案——离合器
教案课程名称：汽车底盘构造与维修课次教学内容教学内容备注一、离合器功用及工作原理1、离合器的功用与要求：（1）功用1）使发动机与传动系逐渐接合，保证汽车平稳起步。
2）暂时切断发动机与传动系的联系，便于发动机的起动和变速器的换档，保证传动系换档时工作平顺。
3）限制所传递转矩，防止传动系过载(2)对离合器的要求：1）具有合适的储备能力。
既能保证传递发动机最大扭矩，又能防止传动系过载。
2）接合平顺柔和，以保证汽车平稳起步3）分离迅速彻底，便于换档和发动机起动。
4）具有良好的散热能力。
5）操纵轻便，以减轻驾驶员的疲劳。
6）从动部分的转动惯量应尽量小,以减小换档时的冲击。
重点介绍：·要求掌握离合器功用及工作原理2、摩擦片式离合器工作原理（1）离合器的组成·主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构（2）离合器的工作原理1）接合状态：2）分离过程3）接合过程3、摩擦离合器主要类型1）按从动盘数目分为：单片式、双片式、多片式。
轿车和轻中型货车一般采用单片式2）按压紧弹簧的型式与布置分：周布弹簧式、中央弹簧式、膜片弹簧式重点介绍摩擦片式离合器工作原理·要求学生掌握摩擦片式离合器的动力传递过程二、摩擦片式离合器的构造（一）摩擦片式离合器的基本构造·摩擦片式离合器一般由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成。
重点介绍：·要求掌握摩擦片式离合器的构造·所有专业要求一致（二）两种典型的摩擦片式离合器1、膜片弹簧离合器（1）结构1）膜片弹簧：用优质弹簧钢板制成，形状为碟形，开有径向切槽，切槽内端连通，外端为圆孔。
两个切槽之间钢板形成一个弹性杠杆，即是压紧弹簧又是分离杠杆2）压紧装置：压紧装置由压盘、离合器盖、膜片弹簧、支承圈、定位铆钉、分离钩、传动片组成（2）工作原理·膜片弹簧中部两侧由支承圈夹持在离合器盖上，支承圈既是变形支点，压盘周边有多个分离钩与膜片弹簧钩在一起。
2离合器设计2解析
开发新离合器的主要工作内容：
• 5 使用性能参数的计算、校核
• 起步滑磨功、单位面积滑磨功、单位压力、单位面积发动机功率、滑 动摩擦力矩。
• 以上这些工作是指专门为某一新车型开发新离合器所要做的工作，除
此之外，样件出来之后，还要做台架试验和装车路试，再修改—试 制—定型
参考资料
• 1）《汽车工程手册》第二分册，机械工业出版社； • 2）《离合器》，徐石安等编，人民交通出版社； • 3）汽车设计课程设计指导书，王丰元等编； • 4）机械设计手册 • 5）教材、
2、变速换挡时，切断动力传递，减轻换挡时齿轮间的冲击；
3、传递转矩过大时，通过离合器的滑磨，防止传动系过载 （如紧急制动时）。
摩擦离合器组成及原理
通常由从动盘、压盘及其驱动装置、压紧弹簧、分离操纵
机构、分离轴承和离合器盖等组成。离合器机构及动作原
理.swf
对离合器的基本要求：
1、既能可靠传递最大转矩，又能防止过载；
拉式膜片弹簧离合器与压式相比，具有以下特点: （1）拉式可产生更大的压紧力或减小压盘尺寸； （2）拉式杠杆比大，操纵更轻便； （3）拉式结构更为简单、紧凑，质量更轻； （4）支承环磨损后不会产生冲击和噪音，使用寿命长； （5）分离轴承结构复杂，安装拆卸不便。
4、压盘传力形式
压盘与飞轮、离合器盖连接起来后，必须保证其轴向自由移 动。
2、接合平顺、柔和，分离迅速、彻底；
3、性能稳定可靠、使用寿命长；
4、转动惯量要小，并具有一定的吸振、降噪的能力；
5、通风散热性好； 6、结构简单、紧凑，便于制造、维修，方便操作； 7、具有良好的动平衡特性。
开发新离合器的主要工作内容：
• 1 设计的原始技术资料：（由整车设计提供）
汽车设计第2章离合器设计
离合器设计的参数和标准
扭矩容量
离合器应具备足够的扭矩容量 ，以承受发动机的最大扭矩并
防止打滑。
摩擦性能
离合器摩擦材料的选择和性能 应满足汽车使用要求，保证良 好的摩擦性能和稳定性。
尺寸限制
离合器的大小和尺寸应符合汽 车总体设计的限制，不影响其 他部件的安装和布局。
环境适应性
离合器应能在各种恶劣环境下 正常工作，如高温、低温、潮
试验验证
制造样机并进行各种工况下的 试验验证，确保离合器设计的 有效性。
03 离合器主要零部件设计
离合器压盘设计
压盘是离合器中的关键部件，用 于将发动机的动力传递到变速器。
压盘设计需要考虑材料、尺寸、 形状和热处理等方面的因素，以 确保其具有足够的强度、刚度和
耐久性。
压盘的尺寸和形状会影响离合器 的性能，因此需要根据发动机和
离合器的工作原理
离合器的工作原理
当踩下或松开离合器踏板时，通过操纵机构使离合器主动片与从动片接触或分离，从而控制动力的传递与中断。 在接触时，发动机动力通过摩擦力传递到变速器，实现动力的结合；在分离时，发动机与变速器之间的动力传递 被切断，实现动力的中断。
离合器的接合与分离过程
在接合过程中，主动片与从动片逐渐接触，摩擦力逐渐增大，从而实现动力的平稳传递；在分离过程中，主动片 与从动片逐渐分离，摩擦力逐渐减小，从而实现动力的平稳中断。
05 离合器设计实例分析
某型号汽车离合器设计实例
01
02
03
离合器类型
该车型采用摩擦片式离合 器，通过压紧摩擦片实现 动力的接合与分离。
设计特点
离合器设计紧凑，重量轻， 散热性能良好，能够承受 较大的扭矩。
实际应用
第二章 离合器总结
二、从动盘与扭转减振器
传力过程：飞轮、压盘 从动盘钢片、减振器钢片 受压 从动毂
摩擦片 减振弹簧
第二节
窗口凸台：BJ2020
从动盘和传动销：CA1091
第三节 离合器的操纵结构
一、离合器操纵机构 使离合器分离、并能柔和接合的一套机构，是 从离合器踏板一直到分离轴承的这些零部件。
第一节
八、结构分析
1.压盘 有传力、导向、定心作用 依靠传动销或传动片或窗口或止口 传力要求 ：压盘要平，不允许翘曲。 导向和定心要求：压盘只做轴向运动，不 允许做径向运动。
第一节
2.压紧弹簧受三次压缩
安装前， 予压。 安装后， 进一步受压。 分离时， 再次受压。
第一节
第一节二离合器的功用第一节几种工况下离合器的工作特点起步工况离合器处于结合状态处于最小稳定转速离合器处于脱开状态离合器逐渐进入结合状态离合器处于结合状态变速箱置于空档启动发动机到怠速状态踩离合器逐渐放开离合器踏板踩加速踏板完成起步直接挂1档产生瞬间的冲击发动机处于最小稳定速度以下熄火如果没有离合器第一节几种工况下离合器的工作特点换档工况离合器处于结合状态可以达到同步离合器处于脱开状态离合器逐渐进入结合状态离合器处于结合状态x档行驶踩离合器换档逐渐放开离合器踏板换档完成直接挂档产生很大的冲击损坏传动元件如果没有离合器第一节几种工况下离合器的工作特点紧急制动工况离合器处于结合状态离合器打滑x档行驶紧急制动主动盘与从动盘之间的力达到极限防止系统过载发动机转速急剧降低产生很大惯性力矩过大的载荷影响传动元件寿命或损坏传动元件如果没有离合器第一节四离合器的种类摩擦离合器
九、摩擦式离合器的类型
1.按从动盘的数目不同分 单片离合器 双片离合器
汽车设计0206第二章 离合器设计 第六节 操纵机构
机械式和液压式操纵机构的助力器、气压式和自动 操纵机构等。
1.机械式：机械式操纵机构有杆系和绳索两种形 式。
普通杆系：结构简单、工作可靠，被广泛应用。 但其质量大，机械效率低，在远距离操纵时布置较 困难。
绳索式：传动机构可克服上述缺点，且可采用 吊挂式踏板结构。但其寿命较短，机械效率仍不高。 多用于轻型轿车中。
§2-6 离合器的操纵机构
一、对操纵机构的要求
4.应具有踏板行程限位器（限位螺钉），防止 操纵机构因受力过大而损坏。
5.具有足够刚度。 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，操纵机构与车架、发动机无运 动干涉。 8.工作可靠、寿命长、维修保养方便。
§2-6 离合器的操纵机构
§2-6 离合器的操纵机构
液压式操纵机构主要由主缸、工作缸和 管路等部分组成，具有传动效率高、质量小、 布置方便、便于采用吊挂踏板、驾驶室容易 密封、驾驶室和车架变形不会影响其正常工 作、离合器接合较柔和等优点。广泛应用于 各种形式的汽车中。
§2-6 离合器的操纵机构
三、操纵机构的设计计算
踏板行程
S
S1 S2
(S0 f
ZS
c2 c1
)
a2b2d22 a1b1d12
§2-6 离合器的操纵机构
三、操纵机构的设计计算
踏板力（式2-43）
F
Ff i Fs
不考虑回位弹簧的作用，分离离合器所作功为：
WL
0.5
(F1
F )ZS
30J
§2-6 离合器的操纵机构
一、对操纵机构的要求 1.操纵轻便，踏板力要小，乘用车：80～150N， 商用车：<150～200N。 2. 踏板行程在一定的范围内，轿车：80～ 150mm，货车：<180mm 3.应具有踏板行程调整装置，以保证摩擦片磨 损后自由行程可以恢复。程（mm） ≤80~150 80~150 ≤150~200 ≤180
汽车设计讲稿-第二章 离合器设计
第二章离合器设计§2-1 概述在机械传动系中，离合器按其传递转矩的方式分类，除摩擦式外还有电磁式。
汽车上广泛采用摩擦式离合器。
一、摩擦离合器组成：1、主动部分：发动机飞轮、离合器盖、压盘2、从动部分：从动盘3、压紧机构：压紧弹簧4、操纵机构：分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件二、功用：1、切断和实现（对传动系的）动力传递，→平稳起步（起步平稳取决于两因素：人的操作；分离彻底，否则飞轮惯量将传到变速箱，会把齿轮打断）2、换档时，将发动机和传动系分离，减少齿轮间冲击，便于换档3、过载保护4、降低传动系振动和噪声三、设计要求：1、可靠地传递发动机最大转矩，并有储备，防止传动系过载2、接合平顺3、分离要迅速彻底4、从动部分转动惯量小，减轻换档冲击5、吸热和散热能力好，防止温度过高6、应避免和衰减传动系扭转共振，并具有吸振、缓冲、减噪能力7、操纵轻便8、作用在摩擦片上的总压力和摩擦系数在使用中变化要小9、强度足，动平衡好10、结构简单、紧凑，质量轻、工艺性好，拆装、维修、调整方便§2-2 离合器结构方案分析汽车应用最广泛的是干式盘形摩擦离合器。
干式盘形摩擦离合器分类：1、按从动盘数：单、双、多2、按弹簧布置形式：周、中央、斜3、按弹簧形式：圆柱、圆锥、膜片4、作用力方向：推、拉一、从动盘数选择：（盘形摩擦离合器）条件：转矩一样；盘尺寸一样；操纵机构一样。
二、压紧弹簧和布置形式的选择1 周置弹簧离合器：多用圆柱弹簧，一般用单圆周，重型货车用双圆周。
优：结构简单、制造方便、缺：弹簧易回火，发动机转速很大时，传递力矩能力下降；弹簧靠在定位座上，接触部位磨损严重。
应用：广泛2 中央弹簧离合器：离合器中心用一至两个圆柱（锥）弹簧作压紧弹簧。
优：压紧力足，踏板力小，弹簧不易回火缺：结构复杂、轴向尺寸大应用：转矩大于400～450N·m的商用车上3 斜置弹簧：优：工作性能稳定，踏板力较小缺：结构复杂、轴向尺寸较大应用：总质量大于14t的商用车4 膜片弹簧：轿车、轻、中型货车及客车（大部分）1）优：a.弹簧压力在使用过程中不变→传递转矩的能力大致不变分离时，弹簧压力↓，踏板力↓b.膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用、结构紧凑、尺寸小、零件少、质量小。
离合器设计分解
(c)组合式
特点: 刚度大、稳定性好，但转动惯量大。
常用于从动盘直径>380mm的中、重型载货汽车中。
(3)扭转减振器 为了避免共振，缓和传动系所受到的冲击载荷。
不带扭转减振器 （多用于重型汽车双片离合
带扭转减振器 （广泛用于各种轿车和轻、中、
器，其减振器单独设计）
重型货车上）
3、压紧弹簧形式
磨损后压盘压紧力可调（β可小）
多用于转矩>450N.m的载货汽车上
(c)周布斜置弹簧 特点: 磨损后其压紧力基本不变 （工作稳定性更好） 操纵轻便（省力35%左右） 结构复杂 制造不便
(d)膜片弹簧
膜片弹簧离合器工作原理
膜片弹簧的特点: 轴向尺寸小而径向尺寸大；
无需分离杠杆，结构简单、零件少、质量轻且操纵轻便；
（4）膜片弹簧工作点位置的选择
自由状态
压紧状态
分离状态
膜片弹簧不同工作状态下的变形
B点：通常为λ1B=（0.8～1.0）λ1T，即处在工作位置 时，其大端变形量为：
( 4 4)
1B (0.8 ~ 1.0) H
A点：主要确保当摩擦片磨损后达到极限位置时，仍然 能提供足够的压紧力，Δλ可按下式估算：
实际计算过程中，可对上式进行简化，忽略地面行驶阻 力（取 T =0），并假定Tc=Temax,则β=1，带入（3-1）式 可得：
mmax r02 L 2 2 1800 ii i0
2 ne2
(3 2)
2、压盘温升τ：
L / mc
式中： 为传至压盘热的比值， 单片离合器为 0.5；
1 max H
R1 r1 h ( R1 r1 ) Rr 2 R ln r
《汽车设计》课程复习思考题第二章离合器设计
第二章离合器设计1.设计离合器、离合器操纵机构需要满足哪些基本要求？答:(1)离合器基本要求:①可靠地传递Temax,并有适当转矩储备;②接合完全、平顺、柔和，保证起步时无抖动和冲击；③分离迅速、彻底；④从动部分转动惯量小，减轻换档齿轮间的冲击；⑤防止传动系产生扭转共振，有吸振、缓冲和减小躁声的能力；⑥吸热能力高，散热效果好；⑦操纵轻便；⑧作用在从动盘上的压力和衬片上的摩擦因数使用过程中变化小；⑨强度足够，动平衡良好；⑩结构简单，质量小，工艺性能好，拆装、维修、调整工作方便；(2)离合器操纵机构基本要求:①操纵轻便；②有踏板自由行程调整机构，用来恢复分离轴承的自由行程；③有踏板行程限位装置，防止操纵机构过载；④有足够的刚度；⑤ 高;(传动效率)⑥发动机振动、车架、驾驶室变形等不会影响其正常工作。
2.盘形离合器有几种？各有何优缺点？答：①单片盘形离合器；②双片盘形离合器；③多片盘形离合器。
3.离合器的压紧弹簧有几种形式？各有何优缺点？答：①圆柱；②圆锥；负荷大，受离心力影响小，轴向尺寸变大；③膜片。
4.离合器的压紧弹簧布置形式有几种？各有何优缺点？答：①圆周布置；②中央布置；③斜向布置。
5.离合器的摩擦衬片与从动钢板的连接方式有几种？各有何优缺点？答：①铆接法：连接可靠，更换摩擦片方便，采用较广泛，铜铆钉的高温强度和耐腐蚀强度性能比铝铆钉好；②粘接法：可充分利用摩擦片厚度，增加摩擦面积，但摩擦片更换不便，无法从动钢片上装波型弹簧片以获得轴向弹性。
6.离合器的操纵机构有几种？各有何优缺点？答：常用的离合器操纵机构，主要有机械式、液压式等。
机械式操纵机构有杆系和绳索两种形式。
杆式传动机构结构简单、工作可靠，被广泛应用。
但其质量大，机械效率低，在远距离操纵时布置较困难。
绳索传动机构可克服上述缺点，且可采用吊挂式踏板结构。
但其寿命较短，机械效率仍不高。
多用于轻型轿车。
液压式操纵机构主要由主缸、工作缸和管路等部分组成，具有传动效率高，质量小、布置方便、便于使用吊挂踏板、驾驶室容易密封、驾驶室和车架变形不会影响其正常工作，离合器接合较柔和等优点。
离合器设计方案分析
缓冲材料的技术要求
• 适当的刚度与阻尼，具有良好的缓冲性能
• 抗老化性能好，使用寿命长
• 环保无污染，成本低
05
离合器制造工艺与技术难点
离合器的制造工艺概述
摩擦材料的制备
• 橡胶基摩擦材料的制备
• 纸质摩擦材料的制备
• 金属基摩擦材料的制备
支撑材料与缓冲材料的加工
• 金属材料的切削、焊接等工艺
• 非金属材料的注塑、压铸等工艺
• 根据缓冲需求选择合适的刚度与阻尼
• 考虑耐磨性与抗老化性能
• 考虑成本与环保性
离合器材料的技术要求与检测
摩擦材料的技术要求
• 摩擦系数稳定，磨损量小
• 高温下不易变形，热稳定性好
• 环保无污染，成本低
支撑材料的技术要求
• 良好的力学性能，抗拉强度、抗压强度等
• 耐磨性好，使用寿命长
• 耐腐蚀性好，适应各种环境
• 自动化与机器人技术在离合器制造过程中的应用
• 大数据与互联网技术在离合器设计、制造与维护中的应
用
03
绿色制造的发展
• 环保材料在离合器制造过程中的应用
• 节能工艺在离合器制造过程中的应用
CREATE TOGETHER
THANK YOU FOR WATCHING
谢谢观看
• 从简单的支撑结构到复杂的支撑结构
02
液压式离合器的发展
• 从单一液压系统到多种液压系统组合
• 从简单的控制系统到复杂的控制系统
03
电磁式离合器的发展
• 从单一电磁力到多种电磁力组合
• 从简单的结构到复杂的结构
离合器技术的发展趋势
智能化
• 利用传感器与控制器实现离合器的自动调节与控制
第二章 离合器
教案课题章节第二章§2.1离合器的概述课型专业课课时2（3）教具学具电教设施多媒体离合器实物教师鲍晓沾教学目标知识教学点1、汽车离合器的作用、组成和工作原理2、汽车离合器各组成部分的结构、工作原理及工作过程能力培养点1、掌握汽车离合器的作用、组成和工作原理2、掌握汽车离合器各组成部分的结构、工作原理及工作过程德育渗透点工作过程中培养学生5S理念，同时遵守职业道德养成吃苦耐劳的精神教学重点难点重点汽车离合器的作用、组成和工作原理难点汽车离合器各组成部分的结构、工作原理及工作过程学法引导多媒体、举例、分组讨论、问答与练习教学内容更新、补充、删节无参考资料《汽车底盘构造与维修》周林福主编《汽车底盘常见维修项目实训教材》朱军主编课后体会教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间§2.2（1）离合器概述知识回顾：1、汽车传动系有哪些常见的布置形式？2、画出汽车传动系组成结构图（前置后驱）学习目标：1、掌握汽车离合器的作用、组成和工作原理2、掌握汽车离合器各组成部分的结构、工作原理及工作过程课程内容：●问题：什么是离合器？离合器装在哪里？离合器有什么功用？一、离合器的功用1) 使发动机与传动系逐渐接合，保证汽车平稳起步；2) 暂时切断发动机的动力传动，保证变速器换档平顺；3) 限制所传递的转矩，防止传动系过载。
二、离合器的分类●摩擦离合器●液力：耦合器，变矩器●电磁离合器目前使用最多的使用最多的是摩擦式离合器，按照不同的方式还可以再分：1．根据摩擦表面的工作条件：干式、湿式（如自动变速器中）回答问题，上黑板画出示意图了解本节学习目标思考问题1、看实物2、了解作用实物比较了解离合器类型10分3分2分钟5分钟5分钟教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间2．根据从动盘的数目：单片（EQ1090、BJ2020、轿车）双片（CA1091）多片离合器3．压紧弹簧的不同：周布弹簧式（EQ1090、CA1091、BJ2020）膜片弹簧式（广泛应用）中央弹簧式、和斜置弹簧式4．操纵机构的不同：机械式、液压式、气压式和空气助力式等。
（完整版）膜片弹簧离合器的设计与分析
（完整版）膜⽚弹簧离合器的设计与分析膜⽚弹簧离合器的设计与分析第⼀章离合器概述1.1离合器的简介：联轴器、离合器和制动器是机械传动系统中重要的组成部分，共同被称为机械传动中的三⼤器。
它们涉及到了机械⾏业的各个领域。
⼴泛⽤于矿⼭、冶⾦、航空、兵器、⽔电、化⼯、轻纺和交通运输各部门。
离合器是⼀种可以通过各种操作⽅式，在机器运⾏过程中，根据⼯作的需要使两轴分离或结合的装置。
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。
离合器作为⼀个独⽴的部件⽽存在。
它实际上是⼀种依靠其主、从动件之间的摩擦来传递动⼒且能分离的机构，见图1-1离合器⼯作原理图图1-1离合器⼯作原理图1—飞轮；2—从动盘；3—离合器踏板；4—压紧弹簧；5—变速器第⼀轴；6—从动盘毂1.2汽车离合器的主要的功⽤：1.保证汽车平稳起步：起步前汽车处于静⽌状态，如果发动机与变速箱是刚性连接的，⼀旦挂上档，汽车将由于突然接上动⼒突然前冲，不但会造成机件的损伤，⽽且驱动⼒也不⾜以克服汽车前冲产⽣的巨⼤惯性⼒，使发动机转速急剧下降⽽熄⽕。
如果在起步时利⽤离合器暂时将发动机和变速箱分离，然后离合器逐渐接合，由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑动磨擦的现象，可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增⼤，⽽汽车的驱动⼒也逐渐增⼤，从⽽让汽车平稳地起步。
2.便于换档：汽车⾏驶过程中，经常换⽤不同的变速箱档位，以适应不断变化的⾏驶条件。
如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离，那么变速箱中啮合的传动⼒齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿⾯间的压⼒很⼤⽽难于分开。
另⼀对待啮合齿轮会因⼆者圆周速度不等⽽难于啮合。
即使强⾏进⼊啮合也会产⽣很⼤的齿端冲击，容易损坏机件。
第二章离合器设计解析
§2-3 离合器主要参数的选择
离合器传递转矩的能力取决于摩擦面间的静摩擦力矩Tc ：
要求：Tc＞Temax.
β—离合器后备系
数，反映离合器传
取：Tc ＝ βTemax （2-1）（β ＞1） 递发动机最大转矩
的可靠程度
一、静摩擦力矩Tc的计算
结构上：Tc= f·F·Z·Rc （2-2）
p0的推荐值： 石棉基 ： p0=0.10~0.35MPa
粉末冶金 ： p0=0.35~0.60MPa
金属陶瓷 ： p0=0.70~1.50MPa
3、摩擦片外径D、内径d和厚度b
当离合器结构形式及摩擦材料选定，发动机最大转矩已 知，适当选取后备系数和单位压力，可估算：
D 3 12Temax f Zp0 (1 c 3 )
R、r—在自由状态下，碟簧部分的大、小端半径； R1、r1—压盘加载点和支承环加载点半径。
(2) 推力F2、其作用点位移λ2与F1、λ1的关系
离合器的设计与分析
目录目录 (1)1 绪论 (2)1.1概述 (2)1.2离合器的功用 (2)1.3离合器分类 (2)2.1 摩擦离合器的主要组成及结构型式 (2)2.1.1 组成 (2)2.2 摩擦式离合器的基本结构原理 (3)3 离合器的基本参数和尺寸 (4)3.1离合器设计所需原始数据: (4)3.2摩擦片设计 (4)3.2.1摩擦片主要参数的选择 (4)3.2.2 摩擦片基本参数的优化 (7)3.3摩片弹簧设计 (9)3.3.1膜片弹簧主要参数的选择 (9)3.3.2 膜片弹簧的优化设计 (10)3.3.3膜片弹簧的载荷与变形关系 (11)3.3.4膜片弹簧的应力计算 (13)3.4扭转减震器设计 (15)3.4.1扭转减振器的功能 (15)3.4.2 扭转减振器的结构类型的选择 (15)3.4.3扭转减振器的参数确定 (17)3.5离合器的操纵机构设计 (20)4 离合器主要零部件的结构设计 (23)4.1 从动盘总成 (23)4.1.1摩擦片设计 (23)4.1.2从动盘毂设计 (23)4.1.3从动片设计 (25)4.2 压盘和离合器盖 (25)4.2.1压盘设计 (25)设计小结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 绪论1.1概述对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系是作为一个独立总成而存在的，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、从动部之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。
它主要包括主从动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构等四个部分。
1.2离合器的功用1.保证汽车平稳起步起步前汽车处于静止状态，如果发动机与变速箱是刚性连接的，一旦挂上档，汽车将由于突然接上动力突然前冲，不但会造成机件的损伤，而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力，使发动机转速急剧下降而熄火。
2.便于换档汽车行驶过程中，经常换用不同的变速箱档位，以适应不断变化的行驶条件。
汽车设计 第二章 离合器设计
在离合器分离和接合过程中，由于摩擦会产生大量的热。 如果不解决好通风散热问题，会使压盘温度过高，导致摩 擦片过度磨损。
改善离合器散热通风的结构措施有：在压盘上设散热 筋或鼓风筋；在离合器盖上开较大的通风孔；在离合器外 壳上设通风窗；在双盘离合器的中间压盘内铸出通风槽； 在离合器外壳内装一导流罩，加强通风。
对于具有个摩擦面的离合器，其摩擦力矩为
带入 p得0
R3 r3 Tc ZT 2πfp0Z 3
2 R3 r3
Tc
fZF 3
R2 r2
可以得到摩擦片平均摩擦半径为
2 R3 r3
当时 d ，/ D可≥由0.6下R式c 相3 当R2准 r确2 地计算
Dd Rr
2021/4/27
《汽车设计》电子教案
第2章 离合器设计
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1
《汽车设计》电子教案
2.1 概述
现代汽车一般都以内燃机为动力，其传动系中离合器处 于首端，它具有如下基本功用：
(1) 在汽车起步时，通过离合器主动部分(与发动机曲轴相 连)和从动部分(与变速器第一轴相接)之间的滑磨，转速逐 渐接近，使旋转着的发动机和原为静止的传动系平稳地接 合。
F1 R1 r1 F2 r1 rf
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F2
R1 r1 r1 rf
F1
F1
r1 rf R1 r1
F2
26
《汽车设计》电子教案
2.4 离合器的设计与计算
• 2.4.3 膜片弹簧
F1
6
πEh1 1
2
ln R r
R1 r1 2
H
1
R R1
r r1
17
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❖ 10. 结构简单、紧凑、质量小，制造工艺好， 拆装、维修、调整方便
发展方向：
推式膜片弹簧离合器→拉式结构 传统操纵形式→自动操纵形式
§2-2 离合器的结构方案分析
分类依据 从动盘数目 压紧弹簧布置形式 压紧弹簧种类 作用力方向
分类
分类 单片 双片 多片 圆周布置 中央布置 斜向布置 圆柱弹簧 圆锥弹簧 膜片弹簧 拉式 推式
➢缺点：制造工艺及尺寸精度要求严格使生产工艺复杂。
接合处
膜片弹簧离合器——拉式和推式
主要区别——膜片弹簧安装方向相反，支承
方特式点 不同 形式
拉式
推式
膜片弹簧大端 膜片弹簧中部 分离轴承移动方向
支承在离合器盖上 压到压盘上 向右
压在压盘上 支撑在支点上
向左
拉式和推式膜片弹簧离合器 特点比较
形式
特点
拉式
推式
备注
结构
简单
质量
小
零件
少
压紧力
大
传递转矩
大
离合器盖变形
小
杠杆比
大
操纵 ①
轻便
①当离合器尺寸、相同时 。
复杂
大 多 小 小 大 小 略沉重
拉式无中间支撑件 及支撑环数少
分离效率高
➢拉式离合器 1） 需专大。
三、膜片弹簧支承型式
§2-3 离合器主要参数的选择
离合器传递转矩的能力取决于摩擦面间的静摩擦力矩 ：
➢ 要求：＞.
➢β—离合器后备系
取： ＝ β
数，反映离合器传
（2-1）（β ＞1） 递发动机最大转矩
的可靠程度
一、静摩擦力矩的计算
➢ 结构上： f·F·Z· （2-2）
➢ 式中：
f—静摩擦因数 0.25~0.30 F—工作压力 Z—摩擦面数(从动盘数的2倍) —摩擦片的平均摩擦半径
第二章 离合器设计
§2-1 概述
一、离合器的功用
1.
确保起步平稳➢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
系平顺地结合，确保汽车平稳起步。
❖2. 减少冲击 ➢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. 限制过载
➢在工作中受到大的动载荷时， 能限制传动系所受的最大转矩，
❖ 5.吸热能力高，散热能力好
措施：
在离合器壳上开散热孔 将飞轮压盘上的质量设计得重些 中间压盘铸通风槽 分离杠杆设计凸起，用以鼓风 从动盘片上开槽散热
❖ 6.避免传动系扭转共振，具 有吸振、缓冲击和减噪能力
❖ 7. 操纵轻便、准确→减轻驾驶员疲劳
❖ 8. 使用中，作用在从动盘上的压力和摩擦 材料的摩擦因数变化要小
膜片弹簧离合器
➢ 特点：膜片弹簧具有非线性的特点
膜片弹簧结构特点：
➢优点：1） 弹簧压紧力在摩擦片允许磨损的范围内基本不变 2） 结构简单，轴向尺寸小，零件数目少 3） 操纵轻便，省力 4） 高速旋转时性能较稳定 5） 压力分布均匀，摩擦片磨损均匀 6） 散热通风好，使用寿命长 7） 平衡性好 8） 有利于批量生产，降低制造成本
讨 1. 设工作压力均匀：
论：
Fp0Ap0(D24d2) （2-3）
p0—摩擦面单位压力； D、d—摩擦片外、内径
2. (为摩擦片平均半 径)：
Rc
1 3
D3 D2
d3 d2
当≥0.6时，（）/ 4
（2-4）
➢将(2)、(3)代入(1)：
3. ：
Tc1 2 fZp0D 3(1c3)（2-5）
式中： ，一般取 0.53~0.70
备注 轿、轻型车 重、轻型车
轻、中型车 重型车
重型车 各式汽车
一、从动盘数的选择
特点 传递 结 从动 分 散 轴 结 踏 应用
转矩 合 部分 离 热 向 构 板
能力 平 转动 彻 能 尺
力
顺 惯量 底 力 寸
①
片数 单片 小
双片 大
较小 差
较大 好
好 好 小 简 大 轿车、微、
单
轻型货车
（客）
较 较 大 复 小 中、重型货
差差
杂
车
①外径尺寸相同，Temax一样，操纵机构传动比一样。
二、压紧弹簧和布置型式的选择
周布弹簧离合器
➢ 优点：结构简单，制造容易，应用较为广泛
缺点：受离心力产生严重变形，弹簧易受热退火
中央弹簧离合器
➢
特点：弹簧压紧力是通过杠杆放大后作用于压盘上,
可选择刚度较小的弹簧
➢特点：斜摩置擦片弹磨簧损离后合，器弹簧：压紧压力紧基力：本F不1=变× α
β—后备系数
❖ 2.接合平顺柔和→确保起步平稳
措施： 将从动盘做成具有弹性的盘
在从动盘上装波形钢片
❖ 3.主动与从动部分分离要彻底
措施：
分离杠杆要有足够的刚度，在分离轴承推力作用下不变形 分离时压盘从动盘之间要有足够大的间隙 单盘0.85~1.3 从动盘片上开槽 作用：排屑、避免吸附作用
❖ 4. 从动部分转动惯量要小 →减轻换挡时的冲 击、减小同步器齿轮磨损
型式： 按支承环数目分为三种
❖1. 双支承环
❖ 2. 单支承环
❖3. 无支承环 ❖ 4. 拉式膜片弹簧支承型式
四、压盘的驱动方式
型式： 凸块—窗孔式、销钉式、键块式、钢带式
❖凸块—窗孔式 为单片离合器长期采用的传统结构
❖销钉式
用于双盘离合器
❖键块式
用于驱动中间压盘
❖钢带式
轴向或径向布置
特点：无摩擦和磨损，无传动间隙，效 率高，无噪声，定中精度高，使用中平 衡性好
防止传动系各零件因过载而损坏。
❖4. 减振降噪
➢ 有效地降低传动系中的振动与噪声。
❖二、摩擦离合器构成：
➢ 主动部分：
发动机飞轮、离合器盖、压盘
➢ 从动部分：
从动盘、减振弹簧、花键、从动盘毂
➢ 压紧部分：
压紧弹簧
➢ 操纵机构：
分离叉、分离弹簧、离合器踏板及传动部件、回位弹簧
三、对离合器的要求
1.可靠地传递发动机最大转矩β·
紧急接合离合器，≥（2~3）
不松开离合器、紧急制动，（15~20）
保证离合器尺寸小，结构简单。
减少踏板力，操纵轻便。（单位压力小）
发动机缸数多，转矩平稳， β可取小些。
下列因素要求β不宜选取过小 衬片磨损后，仍能可靠传递，β宜取大些。 防止离合器接合时滑磨过大，导致寿命下降； 使用条件恶劣，有拖挂，为提高起步能力； 柴油机因工作粗暴，转矩不平稳，β宜取大些。
二、离合器基本参数的选择
➢ 基本参数： β 和 p0 、D 和 d 及 b
1. 后备系数β：离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动
机最大转矩之比，
β
➢ 选取 原则 ：
摩擦片磨损后，离合器还能可靠地传递发动机最大转矩 要防止离合器滑磨过大 要能防止传动系过载
考虑以下因素，β不宜选取过大
防止传动系过载