膜片弹簧离合器设计说明书

本文主要是对乘用车的膜片式弹簧离合器进行设计。根据车辆使用条件和车辆参数，按照离合器系统的设计步骤和要求，进行了相关参数的选择与计算并进行了总成设计等。
关键词:离合器；膜片弹簧；从动盘； 压盘 ；摩擦片
1离合器概述
1.1离合器的组成
对于以燃机为动力的汽车，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。主动部分由飞轮、离合器盖和压盘等组成；从动部分由从动盘等组成；压紧机构由压紧弹簧组成；操纵机构由分离叉、分离轴承、离合器踏板和传动部分等组成。
1.2离合器的功用
1）在汽车起步时，通过离合器主动部分（与发动机曲轴相联）和从动部分（与变速器第一轴相接）之间的滑磨、转速的逐渐接近，使旋着的发动机和原为静止的传动系平稳地接合，以保证汽车平稳起步；
2）当变速器换挡时，通过离合器主、从动部分的迅速分离来切断动力传递，以减轻换挡时轮齿间的冲击，便于换挡；
1—飞轮； 2—摩擦片； 3—离合器盖； 4—分离轴承； 5—压盘； 6—膜片弹簧； 7—支撑环
4）离合器从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器换挡齿轮之间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损；
5）能避免和衰减传动系的扭振，具有吸收振动、冲击和降低噪声的能力；
6）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于过高，延
长其使用寿命；
7）操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳；
8）具有足够的强度和动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长；
1.5膜片弹簧离合器
膜片弹簧是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的蝶形弹簧，主要由碟簧部分和分离指部分组成。在膜片弹簧离合器中膜片弹簧有压紧弹簧和分离杠杆的双重作用，所以膜片弹簧离合器的结构设计主要是包括从动盘总成、膜片弹簧和压盘总成三个部分。膜片弹簧为碟形，其上开有若干个径向开口，形成若干个弹性杠杠。弹簧中部有钢丝支承圈，用铆钉将其安装在离合器盖上。在离合器盖未固定到飞轮上时，膜片弹簧处于自由状态，离合器盖与飞轮接合面间有一距离L。 用螺栓将离合器盖固定到飞轮上时，离合器盖通过后钢丝支承圈把膜片弹簧中部向前移动了一段距离。由于膜片弹簧外端位置没有变化，所以膜片弹簧被压缩变形。膜片弹簧外缘通过压盘把从动盘压靠在飞轮后端面上，这时离合器为接合状态。在分离离合器时，分离轴承前移，膜片弹簧将以前钢丝支承圈为支点，其外缘向后移动，在分离钩的作用下，压盘离开从动盘后移，离合器就变为分离状态了。
1.4离合器的工作原理
离合器在接合状态时，发动机扭矩自曲轴传出，通过飞轮和压盘借摩擦作用传给从动盘，在通过从动轴传给变速器。当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆，分离叉、分离套筒和分离轴承，将分离杠杆的端推向右方，由于分离杠杆的中间是以离合器盖上的支柱为支点，而外端与压盘连接，所以能克服压紧弹簧的力量拉动压盘向左，这样，从动盘两面的压力消失，因而摩擦力消失，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处于分离状态。当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此时压紧弹簧就推动压盘向右，仍将从动盘压紧在飞轮上，这样发动机的扭矩又传入变速器。
汽车设计课程设计说明书ຫໍສະໝຸດ 题 目：乘用车膜片弹簧离合器设计（3）
系 别：机电工程系
专 业：车辆工程
班 级：本汽设091
姓 名：祥君
学 号：24
指导教师：胡春平、谭滔
日 期：2012年7月
乘用车膜片弹簧离合器设计
摘要
汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。其功用为：（1）使汽车平稳起步；（2）中断给传动系的动力，配合换档；（3）防止传动系过载。
9）结构应简单、紧凑。质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等；
10）设计时应注意对旋转件的动平衡要求和离心力的影响。
随着汽车发动机转速、功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。从提高离合器的工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。目前离合器器发展趋势是：提高可靠性和使用寿命；适应高转速，增加传递转矩的能力；简化操纵（当采用自动离合器时，可省去离合器踏板，实现汽车的“双踏板”操纵）。
1.3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要求：
1）在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载；
2）接合完全且平顺、柔和，使汽车起步时无抖动、无冲击；分离彻底、迅速；
3）工作性能（最大摩擦力矩或后备系数）稳定，即作用在摩擦片上的总压力不应因摩擦表面的磨损而有明显变化，摩擦系数在离合器工作过程中应稳定；
膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器，膜片弹簧离合器本身兼压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器结构大大简化并缩短了离合器的轴间尺寸；再者，膜片弹簧具有良好的非线性特性，设计合适可使摩擦片磨损到极限，压紧力仍能维持很少改变，且减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便。由于膜片弹簧与压盘的整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀； 膜片弹簧是一种旋转对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很小；易于实现良好的通风散热。因此对于它的研究已经变得越来越重要，此设计说明书对乘用车膜片弹簧离合器的结构形式、参数选择与及计算过程进行了详细说明。
3）当传给离合器的转矩超过其所能传递的最大力矩（即离合器的最大摩擦力矩）时，其主、从动部分将产生相对滑磨。这样，离合器就起着保护传动系防止其过载的作用。例如：当汽车紧急制动而又没有分离离合器时，由于离合器的滑磨可避免发动机因突然减速而引起巨大的惯性力矩。
离合器的结构形式虽然可以各不相同，但对他们的基本使用要求却是一致的。