离合器设计
机械设计基础机械设计中的离合器选择与设计
机械设计基础机械设计中的离合器选择与设计离合器作为机械传动系统中的重要组成部分，扮演着连接和断开动力传递的关键角色。
在机械设计过程中，正确选择和设计离合器，对于确保传动系统的稳定性、可靠性和性能具有重要意义。
本文将从离合器的选择和设计两个方面进行探讨。
一、离合器的选择离合器的选择应根据具体的机械传动系统要求和工况条件进行合理的决策。
以下几个方面是考虑离合器选择的重要因素：1. 功率传递需求：根据传动系统所需的最大扭矩和转速，合理选择离合器的额定扭矩和转速范围，确保离合器能够满足功率传递需求。
2. 工作环境条件：考虑离合器所处的工作环境条件，包括温度、湿度、腐蚀性等因素。
选择适应工作环境的材料和密封设计，以保证离合器的稳定性和寿命。
3. 控制方式：根据机械传动系统的要求，选择合适的离合器控制方式，包括手动、自动或电动控制等。
确保控制方式符合机械设备的操作要求。
4. 耐久性和可靠性：选择结构简单、制造工艺可靠、经久耐用的离合器，以确保传动系统的可靠性和工作寿命。
二、离合器的设计离合器的设计需要考虑到传动系统的特定要求和离合器的工作原理。
以下几个方面是离合器设计的关键考虑因素：1. 离合器类型：根据机械设备的要求和传动系统的特点，选择合适的离合器类型，如手动离合器、自动离合器、摩擦离合器等。
2. 连接方式：确定离合器与其他传动元件的连接方式，包括轴向连接、径向连接或者副程度连接等。
3. 摩擦片材料选择：根据摩擦片与离合器摩擦板之间的摩擦特性、传动功率需求和工作环境条件，选择合适的摩擦片材料，如有机摩擦材料、金属摩擦材料等。
4. 制动盘设计：根据离合器的转速和传动功率需求，设计合适的制动盘结构和尺寸，确保离合器的工作可靠性和耐久性。
5. 离合器控制系统：设计合适的离合器控制系统，包括离合器操纵机构、控制杆和控制电路等。
在离合器设计过程中，应进行必要的强度和热量计算，以确保离合器能够承受传动系统的工作负荷和热量产生。
离合器课程设计
3.离合器拆装与安装的标准化操作流程演练；
4.离合器系统综合检测与性能评估的实际操作；
5.课程总结与反思：通过学生互动，探讨离合器在日常使用中的注意事项及延长使用寿命的方法。
3.离合器操纵系统的联动原理与操作方法；
4.离合器常见故障现象、原因及维修方法；
5.离合器拆装与保养流程。
3、教学内容
1.离合器性能检测与评估方法；
2.离合器液压系统的工作原理及故障诊断；
3.离合器踏板自由行程的调整方法；
4.离合器故障案例分析，结合实际操作演示；
5.离合器维护与保养的注意事项及日常使用技巧。
4、教学内容
1.离合器与变速器协同工作原理的深入理解；
2.离合器在不同驾驶模式下的使用技巧与节能效果；
3.现代汽车离合器技术的发展趋势与新型离合器介绍；
4.离合器故障诊断与排除的综合实践案例分析；
5.离合器教学实验：通过模拟实验，加深对离合器工作原理及操作流程的理解。
5、教学内容
1.离合器在汽车运动性能中的作用与调整；
离合器课程设计
一、教学内容
《汽车结构与原理》第四章：离合器原理与构造。本节课将围绕以下内容展开：
1.离合器的作用与工作原理；
2.离合器的构造与分类；
3.离合器的主要部件及其功能；
4.离合器操纵机构及其工作原理；
5.离合器故分析与排除方法。
2、教学内容
1.离合器摩擦片材质与磨损分析；
2.离合器压盘、飞轮、离合器壳体的结构与作用；
离合器结构设计
离合器结构设计
离合器是一种用于连接和断开发动机与变速器之间的传动装置。
它允许驾驶员在换挡时暂时断开发动机与变速器的连接，从而实现平稳的换挡操作。
以下是一些常见的离合器结构设计考虑因素：
1. 摩擦材料：离合器的摩擦材料通常由摩擦片和压盘组成。
摩擦片与飞轮接触，通过摩擦力传递转矩。
选择合适的摩擦材料非常重要，以确保离合器具有足够的摩擦力和耐磨性。
2. 压盘：压盘是离合器的关键部件之一，它通过弹簧或其他力量机构对摩擦片施加压力，以确保摩擦力的产生。
压盘的设计需要考虑压力分布的均匀性和稳定性。
3. 离合器分离器：离合器分离器用于断开发动机与变速器之间的连接。
它通常由踏板、连杆和分离轴承组成。
设计分离器时需要考虑操作力的大小、踏板行程和分离器的可靠性。
4. 传动轴：传动轴将离合器的转矩传递给变速器。
它的设计需要考虑强度、刚度和传动轴的平衡，以减少振动和噪音。
5. 润滑：离合器的部件需要适当的润滑，以确保正常的运转和寿命。
设计中需要考虑润滑剂的类型、润滑方式和润滑系统的设计。
6. 热管理：离合器在工作过程中会产生热量，因此需要考虑散热问题。
设计中可以采用散热片、散热孔或冷却系统等方式来有效管理离合器的温度。
7. 轻量化设计：在不影响强度和性能的前提下，尽量减轻离合器的重量可以提高燃油经济性和动态性能。
这只是离合器结构设计的一些基本考虑因素，实际的设计还需要根据具体的应用和要求进行详细的工程分析和优化。
离合器的设计需要综合考虑性能、可靠性、耐久性和成本等因素，以满足车辆的动力传输需求。
汽车设计-离合器设计
第二章离合器设计第一节概述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；在换档时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮之间的冲击；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。
为了保证离合器具有良好的工作性能，对汽车离合器设计提出如下基本要求：1. 在任何行驶条件下均能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备；2. 接合时要平顺柔和，以保证汽车起步时没有抖动和冲击；3. 分离时要迅速、彻底；4. 离合器从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步器的磨损；5. 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过高，延长其使用寿命；6. 应使传动系避免扭转共振，并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力；7. 操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳；8. 作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦系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；9. 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；10. 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。
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。
随着汽车发动机转速和功率的不断提高，汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。
从提高离合器工作性能角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式结构发展，传统的操纵型式正向自动操纵的型式发展，因此，提高离合器的可靠性和使用寿命，适应高转速，增加传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。
离合器设计说明书
离合器设计说明书离合器设计说明书设计目的：本文档旨在详细说明离合器的设计原理、结构以及使用方法，以便于生产商和用户能够正确理解和操作离合器。
1：引言1.1 离合器的作用：离合器是一种机械装置，用于控制两个旋转轴之间的传动连接与分离。
它允许发动机和传动系统之间的动力传输，同时也能实现车辆的启动、换挡和停止。
1.2 设计背景：离合器设计是汽车制造中的重要环节，对于汽车的性能和安全性具有关键影响。
本文档意在提供一套完整的离合器设计方案，满足汽车制造商和用户的需求。
2：设计原理2.1 离合器工作原理：离合器由一个压盘、一组离合片和压盘螺旋弹簧组成。
当离合器踏板松起时，压盘受到压盘螺旋弹簧的作用，离合片与压盘分离，传动系统断开。
当离合器踏板踩下时，离合器压盘受到离合器释放器的作用，压盘受力，离合片与压盘连接，传动系统连接。
2.2 离合器设计要点：- 离合器尺寸和材料选择- 离合片结构和摩擦片材料的选择- 离合器的加载力和压盘压力- 离合器的热耐受能力- 离合器的寿命和可靠性3：离合器设计方案3.1 尺寸和材料选择：根据传动系统的要求，确定离合器的直径和厚度。
选择适当的材料，如钢、铸铁和复合材料等。
3.2 离合片结构和摩擦片材料选择：根据传动系统需求和工作环境，选择适当的离合片结构和摩擦片材料，如有机摩擦片、金属摩擦片和碳化硅摩擦片等。
3.3 加载力和压盘压力：根据发动机的最大扭矩和传动系统的要求，确定离合器的最大加载力和压盘压力。
3.4 热耐受能力：通过热传导分析和热力学计算，确定离合器的热耐受能力，以确保离合器在高温环境下的稳定工作。
3.5 寿命和可靠性：通过材料强度分析和疲劳寿命测试，确定离合器的寿命和可靠性，以确保离合器在长时间使用中的稳定性能。
4：使用说明4.1 离合器的安装：详细介绍离合器的安装步骤和注意事项，包括传动系统的拆卸和组装、离合器的对中和调整等。
4.2 离合器的调试：介绍离合器安装后的调试步骤，包括行车试验和性能检查等。
离合器的设计
第六节
与制动器助力相似
例题
干式
P=M.N
1）外摩擦片
2）内摩擦片
图4-1 摩擦片结构示意图
轴向压力F---摩擦力---传递转矩 。
图4-2 摩擦离合器结构示意图 1-主动盘； 2-从动盘； 3-滑环
主动轴1与外壳2相联接
图4-3 多片式摩擦离合器 1-主动轴； 2-外鼓； 3-被动片； 6-压板； 4-摩擦片；
离合器的选型：
1).干式： 摩擦片数多可以增大所传递的转矩。但片数过多， 将各层间压力分布不均匀。
6. 摩擦片外径D,内径d和厚度
摩擦片外径D（mm）也可根据如下经验公式选用: DKD Temax 式中：KD为直径系数，KD =14.5～24.0。 摩擦片的厚度b主要有3.2mm、3.5mm和4.0mm三种
7.离合器传递的转矩 T m
8. 离合器的储备系数
离合器在接合过程中除承受工作载荷外，还要承受惯性载荷。
并引起摩擦片的磨损和发热。为了限制磨损和发热， 应使接合面上的单位压力不超过许用单位压力 。 2.对湿式离合器而言，摩擦副的面积应为扣除油槽面积后的 有效摩擦工作面面积
4.摩擦副材料的摩擦系数f，基本许用单位压力见表4-1。
5.摩擦片单位压力值p对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选取时应考虑
离合器的工作条件,发动机后备功率大小,摩擦片尺寸,材料及其质量和后备系数等因素。 离合器使用频繁，发动机后备系数较小时， 应取小些；当摩擦片外径较大时，为了降 低摩擦片外缘处的热负荷， 应取小些；后备系数较大时，可适当增大 。 工程机械在工作时经常需要频繁地使用离合器，而且它们的工作条件差，属于重载荷类 型，因此应选用较小的值
摩擦转矩、储备系数、摩擦副数量和摩擦衬片的内外径等。
毕业设计离合器设计
毕业设计离合器设计毕业设计：离合器设计一、引言离合器作为汽车传动系统中的重要部件，其设计对于汽车的性能和驾驶体验起着至关重要的作用。
本篇文章将深入探讨毕业设计中离合器的设计问题，包括设计原理、材料选择、结构设计等方面。
二、设计原理离合器的基本原理是通过压力传递和摩擦力的作用来实现发动机与变速器的连接与分离。
在离合器设计中，需要考虑到传递扭矩的能力、摩擦片的磨损与热量散发等因素。
为了提高离合器的性能，设计师需要综合考虑这些因素，并确定最佳的设计参数。
三、材料选择离合器的摩擦片通常由摩擦材料制成，常见的材料有有机材料和金属材料。
有机材料摩擦片具有摩擦系数稳定、摩擦性能好等优点，但其耐磨性和耐高温性相对较差；金属材料摩擦片则具有耐磨性和耐高温性好的特点，但其摩擦系数相对较低。
在设计中，需要根据具体的使用环境和要求来选择合适的材料。
四、结构设计离合器的结构设计也是毕业设计中的重要内容之一。
结构设计需要考虑到离合器的紧凑性、重量、制造成本等方面。
同时，还需要注意离合器的可靠性和耐久性，以确保其在长时间使用过程中不会出现故障。
在设计过程中，可以借鉴现有的离合器结构，并结合自身的创新思维，提出更好的设计方案。
五、实验验证在毕业设计中，实验验证是非常重要的一环。
通过实验可以验证设计的可行性，并评估设计方案的优劣。
在离合器设计中，可以通过摩擦片的磨损测试、扭矩传递测试等来评估离合器的性能。
实验结果将为设计的改进提供有力的依据。
六、结论离合器设计作为毕业设计的重要内容之一，需要综合考虑设计原理、材料选择、结构设计等方面。
通过合理的设计和实验验证，可以得到优秀的离合器设计方案，提高汽车的性能和驾驶体验。
七、展望离合器设计是汽车工程领域中的重要研究方向之一。
未来，随着汽车科技的不断发展，离合器的设计将面临更多的挑战和机遇。
希望通过毕业设计的学习和研究，能够为离合器设计领域的发展做出贡献。
八、参考文献[1] 张三, 离合器设计原理与应用[M]. 北京：机械工业出版社，2010.[2] 李四, 汽车离合器材料选择与应用[M]. 上海：上海交通大学出版社，2015.以上是对毕业设计中离合器设计的一些探讨和思考。
离合器设计方案说明书
离合器设计方案说明书一、背景及需求分析离合器是汽车等机械设备中重要的传动部件之一，用于控制发动机与传动系统之间的连接和分离。
通过合理设计和选用合适的材料，可以提高离合器的传动效率和寿命，降低能源消耗和成本。
本文档旨在介绍一种优化的离合器设计方案，满足以下需求： 1. 提高离合器的传动效率； 2. 增加离合器的使用寿命； 3. 降低离合器的成本。
二、设计思路基于需求分析，我们提出以下设计思路： 1. 优化材料选择：选择高强度、耐磨损和热稳定性好的材料，以提高离合器的性能和使用寿命； 2. 优化结构设计：通过改进离合器的结构和尺寸，提高转矩传递效率和减小传动损失； 3. 优化摩擦片设计：结合摩擦片表面涂层技术，提高摩擦片与离合器盘的摩擦系数，以提升传动效率； 4. 应用驱动控制技术：结合驱动控制系统，实现离合器的精确控制和自适应调节，提高驾驶性能和舒适性。
三、具体实施方案1. 材料选择根据需求分析和研究数据，我们建议采用以下材料： - 离合器盘和飞轮：优质钢材，具有高强度和热稳定性； - 摩擦片：高温耐磨陶瓷材料，表面涂覆金属及摩擦材料复合涂层，提高摩擦系数和耐磨损性； - 弹簧：优质高强度弹簧钢，提高弹簧的耐久性。
2. 结构设计优化优化离合器的结构和尺寸，重点包括： - 提高接触面积：增大离合器盘和飞轮的接触面积，以提高传递转矩的能力； - 减小离合器盘和飞轮的质量：减小离合器盘和飞轮的质量，降低离合器的惯性，减小传动损失； - 设计合理的冷却系统：引入冷却系统，保持离合器在高温工况下的稳定性和寿命。
3. 摩擦片设计优化优化摩擦片的设计，注重以下方面： - 表面涂层技术：采用金属及摩擦材料复合涂层，提高摩擦片的摩擦系数和耐磨性； - 结构调整：优化摩擦片的密封结构，减小气密性损失，提高传动效率； - 磨损监测：引入磨损监测系统，实时监测摩擦片的磨损情况，提前预警更换。
4. 驱动控制技术应用通过引入驱动控制系统，实现离合器的精确控制和自适应调节，以提高驾驶性能和舒适性： - 采用电子控制单元（ECU）：实现离合器的精确和快速控制； - 引入传感器：监测驱动系统和行驶状况，实现自适应调节； - 优化离合器调节策略：结合驱动控制系统，设计合理的离合器调节策略，提高换挡的顺畅性和驾驶舒适性。
离合器设计
第1章绪论引言以内燃机在作为动力的机械传动汽车中，离合器是作为一个独立的总成而存在的。
离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。
为各类型汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力且能分离的机构。
离合器的主要功用是切断和实现发动机与传动系平顺的接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系个零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪音。
离合器的发展在早期研发的离合器结构中，锥形离合器最为成功。
它的原型设计曾装在1889年德国戴姆勒公司生产的钢制车轮的小汽车上。
它是将发动机飞轮的内孔做成锥体作为离合器的主动件。
采用锥形离合器的方案一直延续到20世纪20年代中叶，对当时来说，锥形离合器的制造比较简单，摩擦面容易修复。
它的摩擦材料曾用过骆毛带、皮革带等。
那时曾出现过蹄-鼓式离合器，其结构有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面。
蹄-鼓式离合器用的摩擦元件是木块、皮革带等，蹄-鼓式离合器的重量较锥形离合器轻。
无论锥形离合器或蹄-鼓式离合器，都容易造成分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。
现今所用的盘式离合器的先驱是多片盘式离合器，它是直到1925年以后才出现的。
多片离合器最主要的优点是，汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击。
早期的设计中，多片按成对布置设计，一个钢盘片对着一青铜盘片。
采用纯粹的金属的摩擦副，把它们浸在油中工作，能达到更为满意的性能。
浸在油中的盘片式离合器，盘子直径不能太大，以避免在高速时把油甩掉。
此外，油也容易把金属盘片粘住，不易分离。
但毕竟还是优点大于缺点。
因为在当时，许多其他离合器还在原创阶段，性能很不稳定。
石棉基摩擦材料的引入和改进，使得盘片式离合器可以传递更大的转矩，能耐受更高的温度。
此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用较小的摩擦面积，因而可以减少摩擦片数，这是由多片离合器向单片离合器转变的关键。
离合器设计
名词解释1、离合器后备系数: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。
2、离合器主要功用:答：离合器的主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，以保证将发动机与传动系平顺地接合与分离。
3、压盘的驱动方式压盘的驱动方式主要有凸块一窗孔式、销钉式、键块式和传动片式多种4、离合器的静摩擦力矩：根据摩擦定律可表示为式中，Tc为静摩擦力矩；f为摩擦面间的静摩擦因数，计算时一般取0.25～0.30；F为压盘施加在摩擦面上的工作压力；Rc为摩擦片的平均摩擦半径；Z为摩擦面数，是从动盘数的两倍。
5、离合器摩擦片单位压力取值原则：对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选取时应考虑离合器的工作条件，发动机后备功率大小，摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。
离合器使用频繁，发动机后备系数较小时，p0应取小些；当摩擦片外径较大时，为了降低摩擦片外缘处的热负荷，p0应取小些；后备系数较大时，可适当增大p0。
6、（国内关于膜片弹簧优化设计的）目标函数主要种类：1）弹簧工作时的最大应力为最小。
2）从动盘摩擦片磨损前后弹簧压紧力之差的绝对值为最小。
3）在分离行程中，驾驶员作用在分离轴承装置上的分离操纵力平均值为最小。
限范围内．弹簧压紧力变化的绝对值的平均值为最小。
7、离合器扭转减震器极限转角：减振器从预紧转矩增加到极限转矩时，从动片相对从动盘毂的极限转角为=2arcsin式中，为减振弹簧的工作变形量。
离合器扭转减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩：由于减振器扭转刚度受结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，故为了在发动机工作转速范围内最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩一般可按下式初选=（0.06～0.17）离合器扭转减震器预紧转矩减振弹簧在安装时都有一定的预紧。
研究表明，增加，共振频率将向减小频率的方移动，这是有利的。
但是不应大于L，否则在反向工作时，扭转减振器将提前停止工作，故取=(O．05～O．1 5)填空题离合器的主要功用是____和______发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系___________，确保汽车起步平稳；在换挡时将______________分离，减少变速器中换挡齿轮间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏；有效地降低_______中的震动和噪音。
《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。
工程机械设计课件：离合器设计 -
3．膜片彈簧支承形式
推式膜片彈簧支承結構按支承環 數目不同分為三種：雙支承環形 式，單支承環形式，無支承環形 式。
膜片彈簧離合器
圖2—3中的膜片 彈簧是一種具有特殊 結構的碟形彈簧，主 要由碟簧部分和分離 指組成，它與其它形 式的離合器相比有如 下一系列優點：
膜片彈簧離合器的優點：
1. 膜片彈簧具有較理想的 非線性特性如圖2—12所 示，彈簧壓力在摩擦片 允許磨損範圍內基本不 變(從安裝時工作點B變 化到A點)，離合器分離 時，彈簧壓力有所下降 (從B點變化到C點)，從 而降低了踏板力；
壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火，且當發動 機最大轉速很高時，周置彈簧由於受離心力作用而向 外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉矩的能力 隨之降低。此外，彈簧靠到它的定位面上，造成接觸 部位嚴重磨損，甚至會出現彈簧斷裂現象。
2．壓緊彈簧和佈置形式的選擇
中央彈簧離合器
採用一至兩個圓柱螺旋彈簧或用一個圓 錐彈簧作為壓緊彈簧，並且佈置在離合器的 中心，此結構軸向尺寸較大。由於可選較大 的杠杆比，因此可得到足夠的壓緊力，且有 利於減小踏板力，使操縱輕便。此外，壓緊 彈簧不與壓盤直接接觸，不會使彈簧受熱退 火，通過調整墊片或螺紋容易實現對壓緊力 的調整。這種結構多用於重型汽車上。
圖2—5為雙支承環形式， 圖2—5a用臺肩式鉚釘將膜片彈簧、
兩個支承 圖2-4 拉式膜片彈簧 離合器環與離合器蓋定位鉚合在 一起，結構簡單，是早已採用的 傳統形式）； 圖2—5b在鉚釘上裝硬化襯套和剛 性擋環，可提高耐磨性和使用壽 命，但結構較複雜； 圖2—5c取消了鉚釘，將膜片彈簧、 兩個支承環與離合器蓋彎合在一 起，使結構緊湊、簡化、耐久性 良好，因此其應用日益廣泛。
离合器设计总结报告
SMART CREATE
离合器设计总结报告
01
离合器基本概念及原理
离合器的定义与功能
离合器是一种机械装置
离合器的功能
• 用于断开和连接旋转动力源与驱动部件
• 切断和传递动力
• 实现平滑和迅速的动力传递切换
• 缓冲和减振
• 过载保护
离合器的工作原理
离合器的工作原理
• 通过摩擦作用实现动力传递
• 材料优化
• 寿命性能
• 结构优化
• 安全性能
• 控制系统优化
离合器的可靠性分析
可靠性分析
• 失效概率
• 失效模式
• 失效影响
可靠性优化
• 提高材料性能
• 优化结构设计
• 改进控制系统
04
离合器试验与验证
离合器的试验方法与设备
试验方法
试验设备
• 台架试验
• 离合器试验台
• 道路试验
• 驱动装置
• 模拟试验
• 测量传感器
离合器的性能试验与评估
性能试验
性能评估
• 传动性能试验
• 性能指标
• 寿命性能试验
• 性能等级
• 安全性能试验
• 性能改进
离合器的故障诊断与排除
故障诊断
• 故障现象
• 故障原因
• 故障影响
故障排除
• 排除方法
• 预防措施
• 改进设计
05
离合器在不同领域的应用
离合器在汽车行业的应用
• 电磁式离合器：依靠电磁力实现动力传递
按结构形式分类
• 单片式离合器：由一个离合器片组成
• 双片式离合器：由两个离合器片组成
离合器的设计实例实训报告
一、引言离合器是汽车传动系统中重要的部件，它能够实现发动机与传动系统之间的平稳连接和分离，从而保证汽车的平稳起步、换挡和制动。
离合器的设计对汽车的性能和可靠性具有重要影响。
本实训报告以设计一种新型离合器为例，详细介绍了离合器的设计过程，包括设计目标、设计原理、结构设计、性能分析和试验验证等内容。
二、设计目标1. 设计一种新型离合器，提高离合器的传递扭矩能力，降低离合器的工作噪声。
2. 提高离合器的使用寿命，降低维修成本。
3. 设计紧凑、轻量化、便于安装的离合器结构。
三、设计原理1. 离合器的工作原理：离合器通过摩擦力传递发动机与传动系统之间的扭矩，实现平稳起步、换挡和制动。
当离合器处于接合状态时，发动机输出的扭矩通过离合器传递给传动系统；当离合器处于分离状态时，发动机与传动系统之间的扭矩被切断，实现平稳起步和制动。
2. 离合器设计原理：在设计离合器时，主要考虑以下因素：（1）摩擦材料：摩擦材料应具有良好的耐磨性、耐高温性和摩擦系数稳定性。
（2）离合器结构：离合器结构应紧凑、轻量化，便于安装和维护。
（3）离合器传动比：根据发动机和传动系统的性能，确定离合器的传动比。
四、结构设计1. 离合器主体结构：离合器主体结构主要由主动盘、从动盘、压盘、摩擦片、分离轴承等组成。
（1）主动盘：主动盘通过螺栓与发动机曲轴连接，其外圆与从动盘外圆接触。
（2）从动盘：从动盘通过螺栓与传动轴连接，其内圆与主动盘外圆接触。
（3）压盘：压盘通过螺栓与主动盘连接，其表面与摩擦片接触。
（4）摩擦片：摩擦片夹在压盘与从动盘之间，实现摩擦力传递。
（5）分离轴承：分离轴承位于离合器壳体内，通过分离杠杆实现离合器的分离。
2. 离合器壳体：离合器壳体用于安装离合器主体结构，其结构应紧凑、轻量化，便于安装和维护。
五、性能分析1. 离合器传递扭矩能力：根据离合器结构参数和摩擦材料性能，计算离合器的传递扭矩能力。
2. 离合器工作噪声：根据离合器结构参数和摩擦材料性能，分析离合器工作噪声产生的原因，并提出降低噪声的措施。
（完整版）离合器设计指导书
（完整版）离合器设计指导书离合器设计指导书一、设计的目的、任务及要求1. 目的1）通过选型能了解不同型式离合器之间的差异及优缺点；2）根据给定车型要求选择合适结构形式的离合器；3）熟悉离合器设计的一般过程；4）对离合器选材、设计和制造工艺有一定了解。
2. 任务和要求任务：设计给定车型离合器总成（不包括操纵机构）。
要求：在组长的领导下，各小组成员分工开展设计工作。
设计完成后，每组要提交离合器设计说明书一份，从动盘总成装配图一张（1号）和零件图X 张（3号）（每位成员需绘制一张图）。
以组长为主进行设计工作，每位小组成员都要参方案论证，承担部分设计计算工作。
3. 基本参数：按总体设计时给出的，缺少的参数上网查找（类似车型的即可）。
4. 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，二、离合器结构方案选择离合器结构方案很多，本设计采用盘形摩擦式离合器，主要结构选择如下：1. 从动盘数：单片；2. 压紧弹簧形式：膜片弹簧；3. 分离时离合器受力形式：拉式；4. 压盘驱动形式：传力片式；1）扭转减振器：有；2）离合器操纵机构：机械式。
三、摩擦式离合器基本参数选择1. 离合器传扭能力计算离合器传扭能力取决于摩擦力矩的大小，即摩擦面的压紧力、摩擦力的作用半径、摩擦副材料以及摩擦片工作面数决定，理论公式为：C c c Z R f P T =∑max （1）式中：max c T 为离合器最大摩擦力矩；∑P 为作用离合器面上的总压紧力；f 为摩擦因数；c R 为平均摩擦半径，它由摩擦片外径D 和内径d 决定，即223331d D d D C R --=或()d D R C +≈41（d/D ≥0.6时）；C Z 为摩擦工作面数。
为保证可靠传递发动机扭矩，离合器传递发动机最大扭矩max e T 与所需最大摩擦力矩的关系如下：max max e c T T β= （2）式中：β为离合器后备系数，一般1φβ。
离合器的设计与计算
第四节 离合器的设计与计算一、离合器基本参数的优化设计离合器要确定离合器的性能参数和尺寸参数，这些参数的变化影响离合器的结构尺寸和工作性能。
1．设计变量后备系数夕可由式(2-1)和式(2-5)确定，可以看出β取决于离合器工作压力F和离合器的主要尺寸参数D和d。
单位压力β。
可由式(2—2)确定，p 0也取决于F和D及d。
因此，离合器基本参数的优化设计变量选为TT FDd x x x X ][][321==2．目标函数 离合器基本参数优化设计追求的目标是在保证离合器性能要求条件下，使其结构尺寸尽可能小，即目标函数为)](4min[)(22d D x f −=π3．约束条件 1)摩擦片的外径D(mm)的选取应使最大圆周速度VD不超过65—70m／s，即sm D n v e D /70~6510603max ≤×=−π(2-7)式中，VD为摩擦片最大圆周速度(m／s)；n emax 为发动机最高转速(r／min)。
2)摩擦片的内外径比c应在0．53～0．70范围内，即0．53≤c≤0．703)为保证离合器可靠传递转矩，并防止传动系过载，不同车型的β值应在一定范围 内，最大范围β为1．2～4．0，即1．2≤β≤4．04)为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器弹簧位置直径2Ro约50mm(图2—15)，即d>2Ro+505)为反映离合器传递转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值，即][)(40220C C C T d D Z T T ≤−=π （2-8）式中，T co为单位摩擦面积传递的转矩(N·m／mm2)； [T C0]为其允许值(N·m／mm2)，按表2—1选取。
表2—1 单位摩擦面积传递转矩的许用值 (N·m／mm2) 离合器规格D／mm <210>210--250 >250—325 >325 [Tco] X10—90．28 0．30 0．35 0．406)为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，单位压力p。
离合器设计要求
离合器设计要求离合器是汽车传动系统中的重要部件，它的设计要求直接关系到汽车的性能和使用寿命。
离合器的主要作用是将发动机的动力传递到变速器，同时在换挡时起到断开和连接动力的作用。
因此，离合器的设计要求必须考虑到以下几个方面。
一、承受高扭矩和高温的能力离合器在工作时需要承受发动机输出的高扭矩，因此它的设计要求必须考虑到承受高扭矩的能力。
同时，离合器在工作时会产生高温，因此它的设计要求还必须考虑到承受高温的能力。
为了满足这些要求，离合器的摩擦片和压盘必须采用高强度、高温度耐受性好的材料，如铜、铝、钢等。
二、平稳的离合和连接离合器在换挡时需要平稳地断开和连接动力，以避免车辆抖动和损坏传动系统。
因此，离合器的设计要求必须考虑到平稳的离合和连接。
为了实现这一要求，离合器的设计必须考虑到离合器片的摩擦系数、压盘的压力和离合器片的面积等因素。
三、耐久性和可靠性离合器是汽车传动系统中的易损件之一，因此它的设计要求必须考虑到耐久性和可靠性。
为了实现这一要求，离合器的设计必须考虑到材料的选择、制造工艺的优化和质量控制等因素。
同时，离合器的设计还必须考虑到使用环境的影响，如湿度、温度、尘土等因素。
四、轻量化和紧凑化离合器是汽车传动系统中的重要部件，它的重量和体积直接影响到汽车的性能和燃油经济性。
因此，离合器的设计要求必须考虑到轻量化和紧凑化。
为了实现这一要求，离合器的设计必须采用轻量化材料、优化结构和制造工艺等手段。
五、适应不同的驾驶条件离合器在不同的驾驶条件下需要具有不同的性能，如在城市道路和高速公路上的驾驶条件下需要具有不同的离合器性能。
因此，离合器的设计要求必须考虑到适应不同的驾驶条件。
为了实现这一要求，离合器的设计必须考虑到离合器片的摩擦系数、压盘的压力和离合器片的面积等因素。
离合器的设计要求是多方面的，必须考虑到承受高扭矩和高温的能力、平稳的离合和连接、耐久性和可靠性、轻量化和紧凑化以及适应不同的驾驶条件等因素。
离合器设计方案说明书 (2)
离合器设计方案说明书
离合器设计方案说明书
目标：
本离合器设计方案旨在设计一种可靠的离合器，能实现发动机和传动系统的有效分离和连接，以确保车辆顺畅的换挡和驾驶过程。
设计要求：
1. 可靠性：离合器应具有高度可靠性，能够经受长时间和高负荷的使用。
2. 效率：离合器应能够实现快速、平稳的分离和连接，以提高换挡的效率。
3. 耐久性：离合器应具有足够的耐久性，能够长时间使用而不易损坏。
4. 操控性：离合器应易于操作，用户能够轻松地控制离合
器的分离和连接。
5. 成本：离合器设计应尽量节约成本，以提供具有竞争力
的产品。
设计方案：
1. 驱动盘和从动盘：采用优质的摩擦材料制成，确保足够
的摩擦系数和耐磨性。
2. 压盘和离合盘：采用高强度钢材制成，经过精确的加工
和热处理，以提高其耐久性和负荷能力。
3. 弹簧：选择合适的弹簧材料和设计弹簧的形状和数量，
以提供足够的压力和弹性，确保离合盘有效地分离和连接。
4. 导轴和导套：应采用耐磨材料制成，以确保离合器的正
常运转和使用寿命。
5. 润滑系统：设计一个有效的润滑系统，确保离合器各部
件在高负荷和高温环境下保持良好的润滑和冷却。
6. 控制系统：采用电子控制系统或液压控制系统，以实现离合器的准确操控和操作，提高换挡的效率和平稳性。
预期成果：
通过以上设计方案，预期得到一款高可靠性、高效率、耐久性较高、易于操作和具有竞争力的离合器产品，并满足用户的实际需求和市场需求。
同时，我们也会对该离合器的性能、耐久性和可靠性进行严格测试和验证，确保其满足相关标准和要求。
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4) 为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器弹 簧位置直径2Ro约50mm，即 d >2Ro+50
5) 为反映离合器传递转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传 递的转矩应小于其许用值，即
3 约束条件
3 约束条件
6) 为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，单位压力p0对 于不同车型，根据所用的摩擦材料在一定范围内选取，最大范围 p0为0.10～1.50MPa，即 0.10MPa≤p0≤1.50MPa 7) 为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过 高而发生烧伤，每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用 值，即 4W
Tc fFZRc
（2-1）
（2-2）
假设摩擦片上工作压力均匀，则有
摩擦片的平均摩擦半径Rc根据压力均匀的假设，可表示为
(D2 d 2 ) F p0 A p0 4
D3 d 3 Rc 3( D 2 d 2 )
（2-3）
当d/D≥0.6时，Rc可相当准确地由下式计算
Rc
多片离合器多为湿式，它有分离不彻底、轴向 尺寸和质量较大等缺点，主要用于行星齿轮变速 器换挡机构中。它具有接合平顺柔和、摩擦表面 温度较低、磨损较小，使用寿命长等优点，主要 应用于重型牵引车和自卸车上。
2．压紧弹簧和布置形式的选择
周置弹簧离合器的压紧弹 簧采用圆柱螺旋弹簧，其特点 是结构简单、制造容易，因此 应用较为广泛。当发动机最大 转速很高时，周置弹簧由于受 离心力作用而向外弯曲，使离 合器传递转矩能力随之降低。 中央弹簧离合器的压 紧弹簧，布置在离合器的 中心。可选较大的杠杆比， 有利于减小踏板力。通过 调整垫片或螺纹容易实现 对压紧力的调整，多用于 重型汽车上。
3．摩擦片外径D、内径d和厚度
在离合器结构形式及摩擦片材料选定、其他参数已 知或选取后，结合式（2-1）和式（2-5）即可估算出摩擦片 尺寸。 摩擦片外径D（mm）也可根据如下经验公式选用
D KD Te max
（2-7）
式中：KD为直径系数，轿车：KD=14.5；轻、中型货车：单片KD =16.0～
Tc=βTemax
（2-6）
式中，Temax为发动机最大转矩。
β为离合器的后备系数，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。
离合器基本参数的选择
基本参数主要有性能参数β和p0，尺寸参数D和d及摩擦 片厚度b。 1．后备系数β 后备系数β是离合器一个重要设计参数，它反映了离合器 传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择β时，应保证离合器 应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。因此，在选择β时应考虑以下几点： 1）为可靠传递发动机最大转矩，β不宜选取太小； 2）为减少传动系过载，保证操纵轻便，β又不宜选取太大； 3）当发动机后备功率较大、使用条件较好时，β可选取小些；
确保汽车平稳起步；
(2)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；
(4)有效地降低传动系中的振动和噪声。
摩擦离合器基本组成
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。
汽车离合器设计的基本要求
1）在任何行驶条件下，能可靠地传递发动机的最大转矩。 2）接合时平顺柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。 3）分离时要迅速、彻底。 4）从动部分转动惯量小，减轻换挡时变速器齿轮间的冲击。 5）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。 6）避免传动系产生扭转共振，具有吸收振动、缓和冲击的 能力。 7）操纵轻便、准确。 8）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，保证有稳定的工作性能。 9）应有足够的强度和良好的动平衡。 10）结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等。
18.5，双片KD =13.5～15.0；重型货车： KD =22.5～24.0。
摩擦片的厚度b主要有3.2mm、3.5mm和4.0mm三种。
第3 节结束
第四节 离合器的设计与计算
一、离合器基本参数的优化
1 设计变量 后备系数β取决于离合器工作压力F和离合器的主要尺寸参数 D 和d。单位压力 p0也取决于F和D及d。因此，离合器基本参数的优 化设计变量选为 X=[x1 x2 x3 ]T=[ F D d ]T 2 目标函数 离合器基本参数优化设计追求的目标是在保证离合器性能要求 条件下，使其结构尺寸尽可能小，即目标函数为
将式（2-2）与式（2-3）代入式（2-1）得
Dd 4
（2-4）
Tc
12
fZp0 D (1 c ) （2-5）
3 3
式中，c为摩擦片内外径之比，c=d/D，一般在0.53～0.70之间。
摩擦片正面
摩擦片背面
Tc
12
fZp0 D 3 (1 c 3 )
（2-5）
式中，c为摩擦片内外径之比，c=d/D，一般在0.53～0.70 之间。 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Tc应大于发动机最大转矩，即
Eh1 ln( R / r ) F1 2 6(1 ) ( R1 r1 ) 2
H—内截锥高度 E—弹性模量 E=21× 104 N/mm2 泊松比μ=0.3
Rr 1 R r 2 )( H )h ( H 1 R1 r1 2 R1 r1
中央压紧弹簧
周布弹簧离合器
离合器盖
离合器从动部分
从动盘本 体（钢片） 从 动 扭 盘 转 毂
减 震 器
从动盘组件
飞轮 从动盘及扭转 减振器
离合器壳 （飞轮壳）
压盘及离合器 盖
分离轴承
膜片弹簧
变速器输入 轴
1．从动盘数的选择
单片离合器 （图2-1）结构简单， 尺寸紧凑，散热良 好，维修调整方便， 从动部分转动惯量 小，在使用时能保 证分离彻底、接合 平顺。
5 压盘的驱动方式
压盘的驱动方式主要有凸块-窗孔式、销钉式、 键块式和传动片式多种。 前三种的共同缺点是在连接键之间都有间隙， 在驱动中将产生冲击和噪声，而且在零件相对滑 动中有摩擦和磨损，降低了离合器传动效率。 传动片式是近年来广泛采用的结构。
第2节结束
第三节 离合器主要参数的选择
离合器的静摩擦力矩根据摩擦定律可表示为
Z D d
2
2
（ 2－ 9 ）
W为汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨 功(W)，可根据下式计算
W
2 2 ne ma rr2
1800i i
2 2 0 g
（ 2－10）
二、膜片弹簧的载荷变形特性
注：可以略去不讲
三、膜片弹簧的强度校核
注：可以略去不讲
问题：试着对膜片弹簧受力分析并进行强度校核？
4）压力分布均匀，摩擦片磨损均匀；
5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长； 6）平衡性好；
图2-3 膜片弹簧离合器
膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材质 和尺寸精度要求高。
近年来，由于材料性能的提高，制造 工艺和设计方法的逐步完善，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。
概述 离合器的结构方案分析 离合器主要参数的选择 离合器的设计与计算 扭转减振器的设计 离合器的操纵机构 离合器的结构元件
第一节 概述
1.复习内容：
1.离合器的功用？
2.离合器的基本组成部件有哪些？
离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动 力传递。主要作用：
(1)汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，
四、膜片弹簧主要参数的选择
膜片弹簧的主要参数： 膜片弹簧自由状态下碟簧部分的 内截锥高度 H； 膜片弹簧钢板厚度 h ； 自由状态下碟簧部分大端半径 R； 自由状态下碟簧部分小端半径 r ； 自由状态时碟簧部分的圆锥底角 α； 分离指数目 n 等，见图２－９。
第二章
离合器设计
第二章 离合器设计
本章主要学习：
（1）汽车离合器设计的基本要求；
（2）各种形式汽车离合器的特点及应用； （3）离合器基本参数的选择及优化； （4）膜片弹簧主要参数的选择及优化； （5）扭转减振器的设计； （6）离合器的操纵。
第二章 离合器设计
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
2 2 f x min D d 4
3 约束条件
1) 摩擦片的外径D(mm)的选取应使最大圆周速度υD不超过65～ 70m／s，即
D
60
ne max D 10 3 65 ~ 75m / s
（ 2－ 7）
2) 摩擦片的内外径比c应在0.53～0.70范围内，即 0.53≤c≤0.70 3) 为保证离合器可靠传递转矩，并防止传动系过载，不同车型 的β值应在一定范围内，最大范围β为1.2～4.0，即 1.2≤β≤4.0
图２-９膜片弹簧的主要参数
膜片弹簧
1.膜片弹簧载荷变形特性
膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，
使得离合器结构简化，质量减小，并缩短了离合 器的轴向尺寸；
由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，是压力分
布均匀，摩擦片的接触良好，磨损均匀；
膜片弹簧所具有的非线性特性胜过螺旋弹簧