离合器设计2013解析

JB
若离合器起步时，其摩擦力矩
等于发动机的转矩，则β＝1 10
3.膜片弹簧设计 设计思路: 先初选一组基本几何参数； 然后进行结构设计； 最后进行应力校核.
a)自由状态 b)压紧状态 C)分离状态
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（一）膜片弹簧的基本参数的选择
（1）比值H／h和h的选择
H——自由状态下碟簧 部分的内截锥高度
A点处的压紧力要较B点 略高。（考虑弹力衰减） 由弹性特性图选定A点， 再计算ΔS0是否合适。
ZcS0
S0 0.5 ~ 1mm
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C点——离合器分离时膜 片弹簧的工作位置。 C点的位置取决于压盘的 升程λ1f 1 f ZcS
S 0.75 ~ 1mm
此时，膜片弹簧总的变形量
1c 1B 1 f
h——钢板厚度
汽车用膜片弹簧 的H/h=1.5~2.0 板厚h=2~4mm
图 H / h 对膜片弹簧弹性特性的影响
比值H／h对膜片弹簧的弹性特性影响极大。当H／h< 2 时， F1=ƒ(λ1)为增函数；H／h= 2 时，F1= ƒ(λ1)有一极值，该极 值点恰为拐点；H／h> 2 时，F1= ƒ(λ1)有一极大值和一极小 值；当H／h=2 2时，F1= ƒ(λ1)的极小值落在横坐标上。 12
Tc max
Te m a x
12
fZ c
p0D3 (1
d3 D3
)
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三、离合器主要零件设计 1.从动盘设计 （1）从动片 （2）从动毂 用齿侧对中的矩形花键安装在变速器的第一轴上。
花键破坏的主要形式是表面受力过大而破坏，因 此要进行花键的挤压应力校核。
压
Fp nhl
压
（3）摩擦片
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2.压盘设计 要求
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膜片弹簧离合器，按分离时离合器盖总成的 分离指处是承受压力或拉力，可分为推式和 拉式两种。 选用－－－－
图2-4 拉式膜片弹簧离合器
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二、 离合器主要参数的选择 1.离合器转矩能力计算
为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最
大转矩，设计时Tcmax应大于发动机最大转矩。 Tc max Temax
设计说明书1份。
目录。 设计任务。 序言。 总体方案设计或选型设计。 主要零部件的设计与计算。 设计总结。 参考文献列表。
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设计步骤
一、确定离合器的结构形式
现代汽车离合器多采用 干式盘形摩擦离合器 。
近年来，膜片弹簧离合器 不仅在轿车上被大量采用，而 且在轻、中、重型货车以及客 车上也被广泛采用。
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要求
图纸要打印出来，图号没有要求，合适即 可。
设计说明书可以手写，若是电子文档要打 印出来。
设计要在一个星期内完成。 电子文档（图纸和说明书）全班刻一张光
盘（按学号排列）。
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应完成的工作量
总装配图1张（标注尺寸、说明技术特性、 提出技术要求，对零件进行编号，填写零 件明细表和标题栏等）。
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（2）膜片弹簧工作点位置确定与 后备系数的校核
拐点H——膜片弹簧的压平位置。 λ1H= (λ1M +λ1N)／2
B——新离合器在接合状态时膜片 弹簧工作点，一般取在凸点M和拐 点H之间，且靠近或在H点处，以保 证摩擦片在最大磨损限度△λ范围 内压紧力从FP1B到FP1A变化不大。
A——摩擦片在最大磨损限度△λ后 工作点。 C——分离时膜片弹簧工作点，为 最大限度地减小踏板力，C点应尽 量靠近N点。
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（二）结构设计
（1）设计计算 初选了上述参数以后，根据式（4－5）利用Excel或其他计算 机软件的表格计算（见例表）各绘制曲线功能画出特性曲线 （见例图）
FP1
Eh1 6 1 2
ln
R r
L e2
H
1
R r H L e
1
2
R L
r e
h
2
式中：E为材料的弹性模量；μ为材料的泊松比；H内截锥高 度；h弹簧板厚；R、r为碟簧部分大、小端半径；R1、r1为 压盘加载点和支承环加载点半径。
较大的质量（热容量大、散热筋、鼓风筋、通风槽）
较大的刚度（厚15~25mm、压力分布均匀）
与飞轮保持良好的对中（平衡精度不低于15~20g,cm）
高度公差要小 材料：灰铸铁、铝合金压铸件
JB
ma rr2 gi02ig2
校核一次接合温升
0
L
cm压
L
n02 180
1
JB
JB JM
1
1
n02 180
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（4）膜片弹簧小端内半径r0及分离轴承 作用半径rf的确定
rf 应大于r0 （5）爪数目n和切槽宽度δ1、δ2及半 径re的确定
分离爪数目n>12,常取18左右。 δ1≈3.5mm δ2≈10mm
r-re ≥δ2
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（6）支承环平均半径e和膜片弹簧与压盘接触半径L e应略大于r，且尽量接近r L应略小于R，且尽量接近R
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B点——新离合器压紧状态时膜片弹簧工作点位置， 在该点要保证膜片弹簧有足够大的压紧力FP1，此时 B点变形量λ1B =(0.65～0.8) H。
取λ1B = 则FP1B＝ 重新计算后备系数
Tcmax FP1 fRc Zc
Te max
Te m a x
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A点——摩擦片磨损后， 工作点位置（摩擦片磨损 到极限的位置）。
FP1c
式中：Tcmax——离合器最大摩擦力矩。 Temax——发动机最大转矩。 β——离合器的后备系数， 定义为离合器所能传递
的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比.β必须大于1
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2. 摩擦片外径D、内径d和厚度h的确定 摩擦片外径D（mm）根据如下经验公式选用
D K D Te max
3.校核摩擦片单位压力P0
（2）比值R／r和R的选择 比值越大越硬，材料利用率越低，应力越高。根据结构布
置和压紧力的要求，R／r <1.5,一般为1.20～1.35。
R——碟簧部分外半径 r ——碟簧部分内半径
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（3） 膜片弹簧起始圆锥底角α的选择 自由状态下α与内截锥高度H关系密切， α=arctan H／(R—r) ≈H／(R—r)。 一般在10°左右。
请按下表所示提供的参数，设计出一套完整的离合器。
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具体设计任务
广泛查阅离合器资料，根据使用条件，确定离合 器的结构，进行膜片弹簧离合器的总体结构设计。
确定膜片弹簧的结构参数，对压盘、摩擦盘和离 合器壳体的结构、参数及材料进行选择，对主要 零部件进行强度计算。
绘制装配图。 完成设计说明书。