毕业设计拉式膜片弹簧离合器设计

1.毕业设计选题的目的和意义。

此次设计通过把离合器设计系统化，保证离合器在满足1.保证汽车起步平稳，2.保证传动系统换挡时工作平顺，3.防止传动系统过载等基本功用。同时，让离合器在所有行驶条件下，都具备可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备。其从动部分转动惯量要小，减轻换挡时变速器齿轮间的冲击减少同步器磨损。具备足够的吸热能力和良好的通风能力，保证工作温度不过高，增长使用寿命。具备减震缓冲和降低噪音能力。保证操宗轻便准确的性能，减轻驾驶员疲劳。具有足够的强度和良好的动平衡。使得离合器的结构简单化，小质量。为汽车提供比现有离合器更安全可靠，结构更简单，操作更舒适的离合器。

2.毕业设计方案选型

目前，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。离合器主要由主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构等四部分组成。

2.1从动盘数的选择

2.1.1单片离合（见表1 ）

表1 单片离合器

如右图所示：单片离合器只有一个从动

盘，结构简单，轴向尺寸紧凑，散热良好，

维修调整方便，从动部分转动惯量小，使用

时能保证分离彻底，采用轴向有弹性的从动

盘可保证接合平顺。

2.1.2双片离合器（见表2）

表2 双片离合器

如右图所示，双片离合器的摩擦面是单

片离合器的两倍，其传递转矩的能力较大；

接合更为平顺和柔和；在传递相同转矩的情

况下，径向尺寸较小，踏板力较小；中间压

盘通风散热性差，容易引起摩擦片过热，加

快其磨损甚至烧坏；分离行程较大，不易彻

底分离，因此，在设计时在结构上必须采取

相应的措施；轴向尺寸大，结构复杂；从动

部分的转动惯量较大。这种结构一般用在传

递转矩且径向尺寸受到限制的场合。

2.1.3多片离合器（见表3）

表3 多片离合器特点及图形

如右图所示，多片离合器多为湿式，具

有接合更加平顺、柔和，摩擦表面温度较低，

磨损小，使用寿命长，但分离行程大，分离

不彻底，轴向尺寸和从动部分转动惯量大，

主要在总质量大于14t的商用车的行星齿

轮变速器换挡机构中。

2.2压紧弹簧和布置形式的选择

2.2.1周置弹簧离合器（见表4）

表4 周置弹簧离合器特点及结构图

如图4所示，周置弹簧离合器特点是结

构简单、制造容易，此结构的弹簧压力直接

作用于压盘上。因压紧弹簧直接与压盘接

触，易受热回火失效。当发动机最大转速很

高时，周置弹簧由于离心力作用而向外弯

曲，使弹簧压紧力显著下降，离合器传递转

矩的能力也随之降低。此外，弹簧靠在其定

位座上，造成接触部位严重磨损，甚至会出

现断裂现象。

2.2.2中央弹簧离合器（见表5）

表5 中央弹簧离合器的特点及机构图如右图所示，中央弹簧离合器的压紧弹

簧是一至两个圆柱弹簧或一个圆锥弹簧，弹

簧布置在离合器中心。这种结构较复杂，轴

向尺寸较大，由于可选较大的杠杆比，所以

可以获得足够的压紧力，而且对于减小踏板

力有利，使得操纵轻便；压紧弹簧不直接与

压盘接触，不会使弹簧受热回火失效；通过

调整垫片或螺纹容易实现压盘对压紧力的

调整。

2.2.3斜置弹簧离合器（见表6）

表6 斜置弹簧离合器特点及结构图

如右图所示，斜置弹簧离合器的弹簧压

力斜向作用在传力盘上，并通过压杆作用在

压盘上。其优点是在摩擦片磨损或分离离合

器时，压盘受的压紧力几乎保持不变。与上

面表4、表5这两种离合器对比还具有工作

性能稳定、踏板力较小的突出优点。

2.2.4膜片弹簧离合器（见表7）

表7 膜片弹簧离合器的特点及结构图如右图所示，膜片弹簧是一种由弹簧钢

制成的具有特殊结构的碟形弹簧，主要由碟

簧和分离部分组成。其优点：（1）具有较理

想的非性弹性特性，弹簧压力在摩擦片允许

磨损范围内基本保持不变，因而离合器工作

中能保持传递的转矩大致不变，离合器分离

时，弹簧压力下降，踏板力降低。（2）结构

简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质

量轻。（3）性能稳定。（4）压力分布均匀，

摩擦片接触良好，磨损均匀。（5）通风散热

良好，使用寿命长。（6）膜片弹簧中心与离

合器中心线重合，平衡性好。其缺点：膜片

弹簧的制造工艺复杂，制造成本高，对材质

和尺寸精度要求较高，其线性弹性特性在生

产中不好控制，开口处容易产生裂纹，端部

容易磨损。

（1）膜片弹簧的弹性特性（见表8）

表8 离合器压紧弹簧的特性曲线图

如右图所示为膜片弹簧和螺旋弹簧的弹

的性特性曲线，曲线1表示处于预压紧状态的

螺旋弹簧的弹性特性曲线，曲线2表示膜片弹

簧的弹性特性曲线。由图可以看出，在两种离

合器的工作压紧力相同时，即都为

b

F，轴向的

变形量为

b

λ。当摩擦片磨损量达到容许的极限

值λ'

∆时，两种弹簧压缩变形量减小到

a

λ，此

时螺旋弹簧压紧力便降低到

'

a

F。显然，'

a

F<

b

F两者相差较大，将使离合器的压紧力不足而

产生滑磨。而膜片弹簧压紧力变化到

a

F，与

b

F

相差无几，确保离合器还能正常工作。因此，

膜片弹簧传递转矩的能力螺旋弹簧大。

（2）拉式和推式膜片弹簧离合器（见表9）

表9 拉式和推式膜片弹簧离合器结构图

拉式膜片弹簧离合器推式膜片弹簧离合器

拉式弹簧离合器如表9左图所示，推式离合器如表9右图所示，拉式膜片弹簧离合器与推式膜片弹簧离合器的结构区别：膜片弹簧安装时与推式相反，膜片