离合器课程设计说明书
目录
1.序言--------------------------------------------------- 2
2.设计任务及结构方案的分析------------------------------- 2 2.1设计任务---------------------------------------------2
2.2 结构方案分析------------------------------------------------2
3.离合器主要参数的选择和优化--------------------------------- 4 3.1 离合器主要参数的选择----------------------------------------4
3.2 离合器基本参数的优化----------------------------------5
4.膜片弹簧的设计----------------------------------------7 4.1 膜片弹簧的弹性特性曲线--------------------------------------8 4.2 膜片弹簧的基本参数的选择------------------------------------ 13 4.3 强度校核---------------------------------------------------- 13
4.4 膜片弹簧的优化设计------------------------------------------ 13
5.离合器盖及压盘总成的设计------------------------------15 5.1 离合器盖的设计---------------------------------------------- 15
5.2 压盘的设计-------------------------------------------------- 16
6.小结--------------------------------------------------17
7.参考文献----------------------------------------------18
8.文献检索摘要------------------------------------------18
WUT0601-80型拉式膜片弹簧、离合器
盖及压盘总成设计
1 序言
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。
离合器的功用主要的功用是切断和实现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，以防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。
2 设计任务及结构方案的分析
2.1 设计任务
根据任务书要求，本设计题目:
拉式膜片弹簧、离合器盖及压盘总成
本设计离合器所适用发动机的主要性能参数为：
最大转矩为Nemax=62N·m，额定转速为4500r/min。
选取参考车型：比亚迪福莱尔7081 BD
主要技术参数：整备质量 720kg
总质量 1020kg
主减速比
04.350
i=；
变速器一档传动比
13.5833
g
i=；
轮胎型号轮胎 155/65 R13
2.2 结构方案分析
2.2.1 从动盘数的选择
对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩一般不大，在布置尺寸容许条件下，离合器通常只设有一片从动盘。单片离合器的结构简单，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，在使用时能保证分离彻底，采用轴向有弹性的从动盘可保证结合平顺。
本设计的参考车型为微型轿车，发动机最大转矩较小，要求结构布置紧凑，故选用单片离合器。
2.1.2 膜片弹簧的支撑形式
这里采用了支承环的支承形式，即将膜片弹簧的大端支承在支撑环上。
2.1.3压盘传力结构的选择
由于传统的凸台式连接方式、键式连接方式、销式连接方式存在传力处之间有间隙，在传力开始的瞬间，将产生冲击和噪声。且易华东磨损，传动效率较低。故本设计采用已被广泛使用的传动片传动方式，不但消除了以上缺点，还简化了压盘结构，有利于压盘的定中。
另选用膜片弹簧作为压紧弹簧时，在压盘上铸有一圈凸起以供支承膜片弹簧。
3 离合器主要参数的选择和优化
3.1 离合器主要参数的选择
3.1.1 后备系数β
后备系数β是离合器设计中的一个重要参数，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，应考虑摩擦片在使用中的磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩、防止离合器滑磨时间过长、防止传动系过载以及操纵轻便等因素。
由于所设计的离合器为膜片弹簧离合器，在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小（开始时还有些增加）；乘用车的后备功率比较大，使用条件较好；加之考虑到参考车型为微型车，结构紧凑，要求离合器尺寸较小；同时为减少传动系过载，保证操纵轻便，故β宜取较小值，取β＝1.20。
3.1.2 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b
摩擦片外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命
有决定性的影响。
按照离合器结构布置和飞轮尺寸，先初选摩擦片外径D 。根据《汽车设计》
【1】式2-9，经验公式
D =emax D T K
对于乘用车，D K =14.6，则
D =mm mm 115626.14=?
而且为了保证扭转减震器的安装，摩擦片内径d 必须大于减震器弹簧位置直
径2Ro 约50mm
根据《汽车离合器》【2】表2-1《离合器摩擦片尺寸系列和参数标准》，最后选
定摩擦片尺寸为：
摩擦片外径D =200mm, 内径d =140mm ，c=7.0200
140==D d 摩擦片厚度b =3.5mm ，单面面积A =1602mm 。
3.1.3 单位压力0P
单位压力0P 决定了摩擦表面的耐磨性，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、发动机后备功率的大小、摩擦片尺寸、
材料及其质量和后备系数等因素。根据《汽车离合器》【2】表3.2.1可知，对于乘
用车，以有机材料为摩擦片基础，当D ≥230mm 时,则0P ＝1.18/D Mpa ；当D <230mm 时，则0P ＝0.25Mpa 。
由于D ＝200mm ，故取0P ＝0.25Mpa 。根据《汽车设计》【1】表2－2可知，当
摩擦片材料选择粉末冶金材料时，0.15Mpa<0P <0.35Mpa ，符合要求。
3.1.4 摩擦因数f 、离合器间隙Δt 、摩擦面数
摩擦片的摩擦因数f 取决于摩擦片所用的材料及其工作温度、单位压力和滑
磨速度等因素。摩擦因数f 的取值范围见下表。
表3-1 摩擦材料的摩擦因数f 的取值范围 摩 擦 材 料
摩擦因数f 石棉基材料
模压 0.20～0.25
编织
0.25～0.35 粉末冶金材料
铜基
0.25～0.35 铁基
0.35～0.50 金属陶瓷材料 0.70～1.50
摩擦片材料选择粉末冶金材料，取f=0.25。
离合器间隙Δt=3mm ，单盘离合器摩擦面数取 Z=2
3.2 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，这些参数的变化直接影响
离合器的工作性能和结构尺寸。这些参数的确定在前面是采用先初选、后校核的方法。下面采用优化的方法来确定这些参数。
3.2.1 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P 也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 。因此，离合器基本参数的优化设计变量选为：
T T FDd x x x X ][][321==
3.2.2 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的条件下使
其结构尺寸尽可能小，即目标函数为
)](4min[)(22d D x f -=π
3.2.3 约束条件
3.2.3.1 最大圆周速度
根据《汽车设计》【1】式（2－10）知，摩擦片外径D （mm ）的选取应使最大
圆周速度D v 不超过65～70m/s 。
s m s m D n v e D /65/75.4710160570060106033max <≈???=?=--π
π
故符合要求。
式中，D v 为摩擦片最大圆周速度（m/s ），m a
x e n 为发动机最高转速（r/min ）。 3.2.3.2 摩擦片内、外径之比c
摩擦片的内、外径比c 应在0.53～0.70范围内，即
0.5370.0≤≤c c=
7.0200
140==D d ，满足约束要求。 3.2.3.3 后备系数β 为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，不同的车
型的β值应在一定范围内，最大范围为1.2～4.0。
本设计初选后备系数β＝1.20，满足约束要求。
3.2.3.4 扭转减振器的安装
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
02R 约50mm ，即 d > 02R + 50 mm 。对于选取的摩擦片Ro 。
对于摩擦片内径d=140mm ,符合优化条件。
3.2.3.5 单位压力P 0
为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，选取单位压力0P 的最大
范围为0.15～0.35Mpa ，由于已确定单位压力0P ＝0.25Mpa ，在规定范围内，故
满足要求。
3.2.3.6 单位摩擦面积滑磨功w
为减少汽车起步时离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤，
离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功w 应小于其许用值[]w 。
汽车起步时离合器接合一次产生的总滑磨功为W ，将参考车型的相关数据
带入下式，计算可得
J
J i i r m n W g r a e 54.7613)316
.3217.4258.01020(1800450014.3)(1800222
222202
22=????==π 式中，a m 为汽车总质量(kg)；r r 为轮胎滚动半径(m)；g i 为汽车起步时所用变速
器档位的传动比；0i 为主减速器传动比；e n 为发动机转速(r/min)；乘用车e n 取
4500 r/min 。
单位摩擦面积滑磨功w
)(24.0)()140200(214.354.76134)(4222222mm J mm J d D Z W w =-???=-=
π
故满足要求。
4 膜片弹簧的设计
4.1膜片弹簧的弹性特性曲线
图4-1 膜片弹簧的弹性特性曲线
假设膜片弹簧在承载过程中，其子断面刚性地绕此断面上的某中性点转动。
设通过支承环和压盘加载膜片弹簧上地载荷1F (N)集中在支承点处，加载点间的相对轴向变形为1λ(mm),则膜片弹簧的弹性特性如下式表示：
??
????+-------??????-==222)1121)(111()11()/ln()1(61)1(1F h r R r R x H r R r R x H r R r R b Ehx x f π 式中，E----弹性模量，钢材料取E=2.1×510Mpa ；
b----泊松比，钢材料取b=0.3；
R----自由状态下碟簧部分大端半径，mm ；
r----自由状态下碟簧部分小端半径，mm ；
1R ----压盘加载点半径，mm ；
1r ----支承环加载点半径，mm ；
H----自由状态下碟簧部分内截锥高度，mm ；
h----膜片弹簧钢板厚度，mm 。
4.2 膜片弹簧的基本参数的选择
4.2.1 比值h
H 和h 的选择 为了保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧的h
H 一
般为1.5～2.0，板厚h 为2～4mm 。
故初选h h =2mm , H =3.2mm 。 4.2.2 r
R 比值和R 、r 的选择
r
R 越大，弹簧材料利用率越低，弹簧越硬，弹性特性曲受直径误差的影响越大，且应力越高。根据结构布置和压紧力的要求。R/r 一般为1.20～1.35 。为使摩擦片上的压力分布较均匀，拉式膜片弹簧的r 值宜为大于或等于c R 。
摩擦片平均半径c R =)(85701007010032)(32223
32233mm r R r R =--?=--， 为满足r ≥c R =85mm ，故取故取r=90mm ，
另取R=108mm 。
4.2.3 α的选择
膜片弹簧自由状态下圆锥角α与内截锥高度H 关系密切，α一般在9°～15°
范围内。
o r R H 6.12901082.3arctan arctan
=-=-=α，满足要求。 4.2.4 分离指数目n 的选取
分离指数目n 常取18，大尺寸膜片弹簧可取24，小尺寸膜片弹簧可取12 。
本设计中，取分离指数目18n =。
4.2.5 膜片弹簧小端内半径0r 及分离轴承作用半径f r 的确定
膜片弹簧小端内半径0r 由离合器的结构决定，其最小值应大于变速器第一轴
花键的外径，但同时应协调配合分离轴承的尺寸。
膜片弹簧小端内半径 0r =30mm ；分离轴承作用半径 f r ＝32mm
4.2.6 切槽宽度1δ、2δ及半径e r
根据要求，1δ= 3.2～3.5 mm ，2δ= 9～10 mm ，e r 的取值应满足2e r r δ-≥。取
1δ＝3.2mm, 2δ=9.0mm, e r =80，
则e r r -=90-80=10mm ≥2δ=9.0mm ，满足设计要求。
4.2.7 压盘加载点半径1r 和支承环加载点半径1R 的确定
对于拉式膜片弹簧，根据要求：
压盘加载点半径1r 应略大于r ，且尽量接近r ；支承环加载点1R 应略小于R 且
尽量接近R 。
故取 1r ＝92mm ， 1R ＝105mm 。
4.2.8 膜片弹簧工作点位置的选择
利用Matlab 软件进行11F λ-特性曲线的绘制，程序如下：
function fun()
x1=0:0.2:6;%x1为膜片弹簧在压盘接触点处的轴向变形
E=2.1*10^5;%弹性模量（Mpa ）
b=0.3;%泊松比
R=108;%自由状态下碟簧部分大端半径(mm)
r=90;%自由状态下碟簧部分小端半径(mm)
H=3.2;%自由状态下碟簧部分内截锥高度（mm ）
h=2;%膜片弹簧钢板厚度（mm ）
R1=105;%压盘加载点半径（mm ） r1=92;%支承环加载点半径（mm ）
P1=(pi*E*h*x1/(6*(1-b^2)))*log(R/r)/((R1-r1)^2).*((H-x1*((R-r)/(R1-r1))).*(H-(x1/2)*(R-r)/(
R1-r1))+h^2);
%以下用于绘图
clf
plot(x1,P1,'-b');
axis([0,4,0,4000]);%设置坐标
hold on
hold off,grid on
xlabel('变形x1/mm')
ylabel('工作压力F1/N') title('F1-x1特性曲线')
图形如下：
图4-2 膜片弹簧11F λ-特性曲线
4.2.8.1 M 点、N 点的确定
确定膜片弹簧的工作点位置，程序如下:
function fun()
x1=0:0.2:6;%x1为膜片弹簧在压盘接触点处的轴向变形
E=2.1*10^5;%弹性模量（Mpa ）
b=0.3;%泊松比
R=108;%自由状态下碟簧部分大端半径(mm)
r=90;%自由状态下碟簧部分小端半径(mm)
H=3.2;%自由状态下碟簧部分内截锥高度（mm ）
h=2;%膜片弹簧钢板厚度（mm ）
R1=105;%压盘加载点半径（mm ） r1=92;%支承环加载点半径（mm ）
P1=(pi*E*h*x1/(6*(1-b^2)))*log(R/r)/((R1-r1)^2).*((H-x1*((R-r)/(R1-r1))).*(H-(x1/2)*(R-r)/(
R1-r1))+h^2);
%以下用于绘图
clf
plot(x1,P1,'-b');
axis([0,4,0,4000]);%设置坐标
hold on
hold off,grid on
xlabel('变形x1/mm')
ylabel('工作压力F1/N') title('F1-x1特性曲线')
zoom out
[x,y]=ginput(1)
[x,y]=ginput(1)
输出结果为:
x=1.6521
y=2.538+e003
x=2.970
y=2.304+e003
则可知
M 点坐标（1.6521，2538）
N 点坐标（2.970 ， 2304）
4.2.8.2 H 点的确定
上述曲线的拐点H 对应着膜片弹簧的压平位置，且2/)(111N M H λλλ+=，
则mm H 311.22/)970.2652.1(1=+=λ
4.2.8.3 B 点的确定
新离合器在接合状态时，膜片弹簧工作点B 一般取在凸点M 和拐点M 之间，
且靠近或在H 点处，一般H B 11)0.1~8.0(λλ=，即
mm B )311.2~8488.1(311.2)0.1~8.0(1=?=λ，
取，选取B 1λ=2.300，对应的压紧力为2421N
一般要求，膜片弹簧压紧力的峰值较设计值B 点的增加量应不大于12%，
0012008.4001002421
24212538111<=?-=-B B M F F F ，满足设计要求。 此时校核后备系数β βmax fF 0.254191.968.272 1.2483000
c e R Z T ???=== 将初选的后备系数β由原来的1.2调整为1.24。
4.2.8.4 A 点的确定
A 点为摩擦片磨损的极限位置，要依据
B 点的位置再由摩擦片总磨损量λ? 求
得。且为保证摩擦片磨损后离合器仍能可靠的传递转矩，要求在A 点处的膜片弹簧工作压紧力较B 点处略高。
摩擦片总磨损量 0c Z S λ?=?
式中：c Z 为摩擦片总的工作面数，0S ?为每片摩擦工作面最大允许磨损量，一般视情况0S ?在0.65~1.1mm 之间。
结合λ?与图3-2，选取A 坐标为（1.25,2436），即对应的压紧力为2436N 大
于工作点B 的压紧力，故满足要求。
4.2.8.5 C 点的确定
C 点离合器彻底分离时，膜片弹簧大端为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升程1f λ。
1Z S f c λ=?
式中，S ?为彻底分离时每对摩擦片面之间的间隙，单片式可取S ?=0.75~1.0mm 。
为最大限度减小踏板力，使C 点尽量靠近N 点，取S ?=0.475mm ，则
120.75 1.5f mm λ=?=
此时，膜片弹簧总的变形量mm f c 25.395.03.21B 111=+=+==λλλλ。
4.3 强度校核
拉式膜片弹簧小端分离轴承载荷2F 计算，公式如下
?????
?+------?-?-???????-==21111111112112)2)(()()()/ln()1(6)(F h r R r R H r R r R H r R r R r R b Eh f f λλλπλ 由mm 25.31=λ，计算得2F =2333N
膜片弹簧的应力计算公式如下
()?????
???????-?+-????? ??-?--??????? ??---+?-?=11111111122222211ln 1F 3r R r h r R r R r R H r R r r R E h r r r f B λλλμβπσ式中,2β为宽度系数，221()e n
r r δβπ=-+。
膜片弹簧选用材料602Si MnA 弹簧钢，许用应力[]σ=1600~1700Mpa 。
膜片弹簧分离时最大变形量mm 25.31=λ，由上述公式算得
B σ=1268MPa ，满足强度要求。
4.4 膜片弹簧的优化设计
膜片弹簧的优化设计就是要确定一组弹簧的基本参数，使其弹性特性满足离
合器的使用性能要求，而且弹簧强度也满足设计要求，以达到最佳的综合效果。
4.4.1 目标函数
膜片弹簧优化设计的目标函数大致有五种，为了既保证离合器使用过程中传
递转矩的稳定性，又不致严重过载，且能保证操纵省力，通常选取“在分离过程中，驾驶员作用在分离轴承上的分离操纵力的平均值最小。”和“在摩擦片磨损极限范围内，弹簧压紧力变化的绝对值的平均值为最小。” 作为目标函数，通过两个目标函数分配不同的权重来协调他们之间的矛盾，并用转换函数将两个目标合成一个目标，构成统一的总目标函数，则
1122()()f X w f w f =（X ）+X
式中，1w 和2w 分别为两个目标函数1()f X 和2()f X 的加权因子，视设计要求
选定。
4.4.2 设计变量
从膜片弹簧弹性特征计算式可以看出，应选取H 、h 、R 、r 、1R 、1r 这六个尺
寸参数以及在结合工作点相应于弹簧工作压紧力1B F 的大端变形量1B λ为优化设计
变量，即
1234567111[][]T T B X x x x x x x x HhRrR r λ==
4.4.3 约束条件
4.4.3.1 为了保证各工作点A 、B 、C 有较合适的位置（A 点在凸点M 左边，
B 点在拐点H 附近，
C 点在凹点N 附近），应正确选择1B λ相对于拐点1H λ的
位置，一般 11/0.8~1.0B H λλ=，即
0.1995.092
105901082.33.2)(8.0111<=--?=-- λ 满足使用设计要求。 4.4.3.2 为了满足离合器使用性能的要求，弹簧的H/h 与初始底锥角 /()H R r α≈-应在一定范围内，即 1.6 2.2 ， 000156.129<≈<α 满足使用设计要求。 4.4.3.3 弹簧各部分有关尺寸的比值应符合一定的范围，即 1.20≤R/r=1.2≤1.35 70≤2R/h=98≤100 3.5≤R/ro=3.6≤5.0 满足使用设计要求。 4.4.3.4 为了使摩擦片上的压紧力分布较均匀，拉式膜片弹簧的压盘加载点半 径1r 应位于摩擦片的平均半径与外半径之间， (D+d)/4=85 满足使用设计要求。 4.4.3.5 根据弹簧结构布置要求，R 1与R ，r f 与r 0之差应在一定范围内，即 11 1.57R R <-=< 1 1016r r <-=< 0 0024f r r <-=< 0 满足使用设计要求。 4.4.3.6 膜片弹簧的分离指起分离杠杆的作用，因此其杠杆比应在一定范围内 选取，对于拉式膜片弹簧，即 0.9562.092 105321055.3111<≈--=-- 满足使用设计要求。 4.4.3.7 弹簧在工作过程中，B 点的最大压应力B σ应不超过其许用值，即 B σ=1268MPa <[B σ]=1600~1700Mpa 满足使用设计要求。 5 离合器盖及压盘总成的设计 5.1 离合器盖的设计 离合器盖是离合器的主动件之一，它必须与飞轮固定在一起，通过它传递发 动机的一部分转矩给压盘。此外，它还是离合器的压紧弹簧和分离杆的支承壳体。 5.1.1 应具有足够的刚度，否则影响离合器的工作特性，增大操纵时的分离行程， 减小压盘升程，严重时使摩擦面不能彻底分离。 本设计中，为了增加其刚度，采用厚度为3mm 的08低碳钢板，冲压成形。 5.1.2 应与飞轮保持良好的对中，以免影响系统总成的平衡和离合器正常工作。 本设计采用止口对中，即离合器盖的外缘与飞轮内圆止口对中的形式。 5.1.3 盖的膜片弹簧支承处应具有高的尺寸精度。 5.1.4 为了便于通风散热，防止摩擦表面温度过高，可在离合器盖上开设多个较 大的通风窗孔。 5.2 压盘的设计 5.2.1 压盘几何尺寸的确定 压盘的结构形状与传力、压紧和分离方式有关。压盘与摩擦片配合工作，故 其内外径尺寸参照摩擦片尺寸选定。 压板厚度的确定主要依据以下几点： 5.2.1.1 压盘应具有较大的质量，以增大热容量，减小温升，防止其产生裂纹 和破碎。 5.2.1.2 压盘应具有较大刚度，使压紧力在摩擦面上的压力分布均匀并减小受 热后的翘曲变形，以免影响摩擦片的均匀压紧及与离合器的彻底分离。 5.2.1.3与飞轮应保持良好的对中，并要进行静平衡，压盘单件的平衡精度应 不低于15～20 g ·cm 。 5.2.1.4 压盘高度(从承压点到摩擦面的距离)公差要小。 故初选压盘尺寸具体尺寸为，宽b=31mm ，厚h=19mm ，10个凸起。 压盘形状较复杂，要求传热性好，具有较高的摩擦因数，通常用灰铸铁，本 设计采用HT200，硬度为170～227HBS 。 5.2.2 温升校核 校核离合器一次接合的温升t ，一般要求t 不超過8～10℃； 压盘质量 2267800(87.555)100.016 1.32m V kg ρπ-==??-??≈ 式中，ρ为铸铁密度，取7800 kg/m 3 ，V 为压盘估算面积 则压盘温升 0.52725.45 2.144581.32481.4 o o W t C C mc γ?=== 5.2.3.2 传力片的设计 传力片采用3组，每组3片的形式，每片厚度为1mm ，由弹簧钢带65Mn 制成。由于各传动片沿圆周均匀分布，布置半径它们的变形不会影响到压盘的 对中性和离合器的平衡性。两孔间距为50l mm =，螺钉孔直径为5d mm =，传 力片切向布置，圆周半径100R mm =，传力片宽度10b mm =，传力片弹性模量 52.110E MPa =?。 5.2.3.2 传力片的强度校核 离合器在正常工作时，压盘传力片即受弯又受拉。 计算传力片的有效长度1l 1 1.250 1.2542.5l l d mm =-=-?= 1）正向驱动应力为 max max max max max 22136178.462[]e e f Eh T f T MPa l inRbh inRbh σσ=-+=< 2）反向驱动应力为 max max max max max 22136816.89[]e e f Eh T f T MPa l inRbh inRbh σσ=+-=< 均满足使用要求。 上式中，i 为传力片组数；n 为每组传力片数；E 为材料弹性模量；max f 轴向 最大变形量；h 为传力片厚度；R 为传力片布置半径；b 为传力片宽度；max e T 为发动机最大转矩。 6 小结 本次课程设计，我的题目是“WUT0601-80拉式膜片弹簧、离合器盖及压盘总 成设计” 。我选取的参考车型是长安铃木-新奥拓1.0L 手动挡5座微型轿车。 万事开头难，尽管以前有过做课程设计的经历，也参加过本田节能车等比赛， 对汽车零件设计有些了解，但刚把任务书拿到手，却没什么头绪，感觉这次的设计工作还是有一定难度的。后来把课本的相关章节仔细复习了一遍，并上网进行了相关文献的检索，同时参照离合器设计书的叙述，在指导老师黄老师的指导帮助下，才使得设计工作顺利的开始并进行了下来。我深深的体会到做设计之前的资料检索及相关准备工作是至关重要的。 和其它课程设计一样，离合器设计也是一项要求严密复杂的工作。数据的计 算经历了反复的计算，并利用Matalab 软件对参数进行了多次调整才得到合适的结果；对于制图环节，对于一些结构和尺寸是经过反复的推敲才确定的。有些制图规则和表达方式记不太清了，查阅了参考资料后确定下来，完成了图纸绘制；对于说明书的编写，因为这次是我们第一次提交电子档，这让我很好的练习了公式编辑器，熟悉了文本文档的排版及其他功能。 通过这次课程设计，不紧加深了我对《汽车设计》这门课的认识，更重要的 是将课本知识实践化，这样更有利于我们对知识全面系统的掌握。这次的课程设计也让我感触良多，做课程设计，亦或是做其他的设计，应该在已有的参考资料的基础上多下功夫，多琢磨，要吃透资料，全面考虑。同时，很重要的一点，是要加入自己的想法，这样才能作出自己更加出色的设计。 最后，由于课程设计在学期中进行，时间上和汽车设计的理论考试有一定的 冲突，在前一周未能按照时间安排进行，再加上要准备本田节能竞技大赛，每天后半下午到晚上都没有进行课程设计，导致最终没有按时完成设计任务，在此表示歉意。 7.参考文献 [1] 王望予主编. 汽车设计第4版. 机械工业出版社，2004年 [2] 徐石安等编. 汽车离合器. 清华大学出版社，1981年 [3] 陈家瑞主编. 汽车构造(下册) 第2版. 机械工业出版社，2002年 [4] 纪名刚等编. 机械设计第8版. 高等教育出版社，2006年 [5] 林世裕主编. 膜片弹簧与碟形弹簧离合器的设计与制造.南京：东南大 学出版社，1995年 8.文献检索摘要 李林，刘惟信. 汽车离合器膜片弹簧的优化设计. 清华大学学报（自然科学版），2001年第5期第30卷 通过讨论汽车离合器膜片弹簧的工作情况，建立了多目标优化模型。设计变量包括尺寸参数和工作参数，约束条件中考虑了目前的设计实际和制造因素.最后给出的几个设计实例表明，优化设计方法对实际设计很有帮助。 曹涌，陶华. 基于灵敏度分析的离合器膜片弹簧优化设计. 西北工业大学学报，2005年第6期第21卷 利用灵敏度分析的方法,有目的地选择适当的设计变量,对汽车离合器用膜 片弹簧进行优化设计,改进了以往只凭经验选取设计变量进行优化,造成变量过多、计算冗长且结果有偏差的问题。通过对膜片弹簧载荷-变形公式的灵敏度计算,找出对目标函数灵敏度较高的膜片弹簧内锥高h、厚度t、碟簧部分内半径r以及工作状态下膜片弹簧大端变形量λb等4个参数作为设计变量,将七维问题简化为四维,减少了运算量,清除了多余变量对优化过程的干扰作用,使结果更准确可靠。 习纲，陈建武，陈俐. 膜片弹簧离合器的非线性控制. 机械工程学报，2004年第 9期 膜片弹簧的非线性弹性特性给汽车离合器的高精度自动控制带来困难。针对这类特性已知的非线性输入，根据广义能量原理和反函数定理设计非线性补偿器，从理论上证明了闭环控制回路的渐进稳定性。该补偿器应用于膜片弹簧离合器的自动控制，跟踪期望输出轴角速度。仿真表明，非线性控制器是渐进稳定的，跟踪品质明显优于线性控制器。 林世裕. 膜片弹簧离合器的演变、结构型式与应用. 江苏大学学报，2001年第5期第36卷 本文介绍了汽车离合器结构的演变过程和世界著名膜片弹黄离合器制造公 司概况，并分析了推式与拉式膜片弹簧离合器的结构形式、特点、优缺点及其应用.最后指出，拉式膜片弹簧离合器是很有发展前途的第三代汽车离合器. 孙吉树. 汽车离合器基本参数的优化. 机械工程学报，2005年第14期11卷汽车离合器设计中主要参数的确定将直接决定离合器结构设计而影响离合器乃至整个传动系的工作和使用寿命, 采用优化设计思路, 把离合器工作压力P0 、几何尺寸D 和d 以及储备系数β为设计变量, 综合考虑和满足各约束条件情况下, 离合器基本参数优化设计追求的目标定在保证离合器性能要求条件下, 使其结构尺寸尽可能小, 可得到较好的设计效果。 沈阳工学院 课程设计 9离合器设计 魏明厚 专业名称：车辆工程 课程名称：汽车设计 指导教师：孙飞豹 完成日期： 2016年6月15日 2014年6月 摘要 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、从动部分之间的大摩擦来传递动力且能分离的装置。离合器主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，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；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。 本文通过对轿车整车参数的分析，并在拆装轿车膜片弹簧离合器及对其进行结构分析的基础上，对轿车离合器进行重新设计，使得轿车离合器设计更合理。首先对轿车离合器的结构型式进行合理选择，主要是对从动盘数及干湿式的选择、压紧弹簧的结构型式及布置和从动盘的结构型式选择，并利用CAXA电子图板软件绘制轿车膜片弹簧离合器装配图；再进行离合器的基本结构尺寸和参数的选择及计算；最后进行离合器零件的结构选型及设计计算，主要是对从动盘总成设计，压盘、传力片的设计校核，膜片弹簧主要参数的选择、设计和强度校核，并绘制离合器零件图。 关键词：轿车离合器膜片弹簧设计校核 目录 第一章离合器方案的确定 (4) 1.1 车型分析 (4) 1.2 方案选择 (4) 第二章离合器基本参数的确定 (5) 2.1 后备系数 (6) 2.2 单位压力 (7) 2.3 摩擦片外径、内径和厚度 (7) 2.4 摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙 (8) 第三章离合器零件的结构选型及设计计算 (9) 3.1 从动盘总成设计 (9) 3.1.1 从动盘总成的结构型式的选择 (9) 3.1.2 从动片结构型式的选择 (10) 3.2 离合器盖总成设计 (10) 3.2.1 离合器盖设计 (11) 3.2.2 压盘设计 (11) 3.3膜片弹簧的设计 (11) 3.3.1 膜片弹簧基本参数的选择 (11) 3.3.2 膜片弹簧材料及制造工艺 (14) 3.4 扭转减振器 (14) 3.4.1 扭转减振器的功用 (15) 3.4.2 扭转减振器组成 (15) 3.4.3 减振器的结构设计 (15) 3.4.4从动盘毂的设计校核 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19) 第1章绪论 1.1选题的目的 本次设计，我力争把离合器设计系统化，为离合器设计者提供一定的参考价值。抛弃传统的推式膜片弹簧离合器，设计新式的拉式膜片弹簧离合器是本次设计的主要特点。 1.2离合器发展历史 近年来各国政府都从资金、技术方面大力发展汽车工业，使其发展速度明显比其它工业要快的多，因此汽车工业迅速成为一个国家工业发展水平的标志。 对于内燃机汽车来说，离合器在机械传动系中作为一个独立的总成而存在，它是汽车传动系中直接与发动机相连接听总成。目前，各种汽车广泛采用的摩擦式离合器主要依靠主、从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。 在早期研发的离合器中，锥形离合器最为成功。现今所用的盘片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。20世纪20年代末，直到进入30年代时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上才采用多片离合器。多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向于首选单片干式离合器[1]。 近来，人们对离合器的要求越来越高，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结构发展，传统的操纵形式的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。 随着汽车发动机转速、功率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结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。随着计算机的发展，设计工作已从手工转向电脑，包括计算、性能演示、计算机绘图、制成后的故障统计等等。 1.3离合器概述 按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。顾名思义，离合器是“离”与“合”矛盾的统一体。离合器的工作，就是受驾驶员操纵，或者分离，或者接合，以完成其本身的任务。离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构，其功用是能够在必要 1 《汽车设计》课程设计 题目:汽车离合器设计 专业：交Y 班级：091 学号：200900207XXX 姓名：XXX 指导老师：韦志林 完成日期： 成绩: 1 目录 任务与背景分析 (4) 1离合器主要参数选择 (5) 1.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b (5) 1.2 后备系数β (5) P (6) 1.3 单位压力 1.4 摩擦因数f、离合器间隙Δt (6) 2 离合器基本参数的优化 (6) 2.1 设计变量 (6) 2.2 目标函数 (7) 2.3 约束条件 (7) 3摩擦片尺寸校核与材料选择。 (7) 4膜片弹簧的设计 (8) 5.扭转减振器的设计 (11) 6减振弹簧的计算 (12) 6.1减振弹簧的分布半径R0 (12) 6.2单个减振器的工作压力P (12) 6.4减振弹簧刚度k (13) 6.5减振弹簧有效圈数 (13) 6.6减振弹簧总圈数n (13) l (14) 6.7减振弹簧最小高度min 6.8全部减震弹簧总的工作负荷 (14) 6.9单个减震弹簧的工作负荷P (14) 6.9.1减震弹簧总变形量 (14) 6.9.2减震弹簧自由高度 (14) 6.9.3减震弹簧预变形量 (14) 6.9.4减震弹簧安装高度 (14) 6.9.5从动片相对从动毂的最大转角 (14) 7.1从动盘毂 (15) 7.2从动片 (15) 7.3波形片和减振弹簧 (15) 8压盘设计 (15) 8.1离合器盖 (15) 8.2压盘 (16) 8.2.3分离轴承 (16) 9.总结 (17) 10参考文献 (17) 1 前言 对于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，按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。目前，目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器，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、压紧机构和操作机构等四部分。 离合器是设置在发动机与变速器之间的动力传递机构，其主要功用是：切断和实现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统平顺地结合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系统分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系统所承受的最大转矩，以防止传动系各零部件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。 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结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。 设计的目的和意义：本次设计，我力争把离合器设计系统化，让离合器在任何行驶条件下，既能可靠的传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止过载。结合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。分离是要迅速、彻底。从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步器的磨损。应有猪狗的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，延长寿命。操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长。为离合器设计者提供一定的参考价值 1零件的工艺性分析 1)该工件锻造比比较大，很容易造成应力的分布不均。因此，锻造后进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。 2)工序安排以台阶面和Φ100g6的外圆表面定位，装夹工件，达到了设计基准，工艺基准的统一。 3)分度盘大端面对Φ35H7mm孔中心线有垂直度要求；外圆台阶 面对Φ100g6mm外圆轴心线有垂直度要求；Φ100g6mm外圆与Φ35H7mm 孔有同轴度要求；6×M12螺纹与和6×Φ32mm孔对100g6mm外圆轴心线有位置度要求，可在偏摆仪上用百分表检查同轴度及垂直度。 2机械加工工艺规程设计 2.1分度盘的工艺分析及生产类型的确定 2.1.1分度盘的用途 分度盘是一种高精度的分度定位元件。主要用于需要高精度分度定位的金属切削机床和专用夹具上。 2.1.2分度盘的主要技术要求 按表1-1形式将该分度盘的主要技术要求列于表6-1中。 表2-1 分度盘零件的主要技术要求 加工表面尺寸及偏差 /mm 公差及精度 等级 表面粗糙度 Ra/μm 形位公差/mm 大端面Φ180 IT12 12.5 ⊥0.02 C 外圆台阶面 1.6 ⊥0.01 D 小端面Φ100g6 IT6 12.5 大外圆Φ180 IT12 12.5 小外圆Φ100g6 IT6 1.6 ◎Φ0.01○M C○M 6×Φ32孔6×Φ32H7 IT7 12.5 Φ0.25 D○M Φ35孔Φ35H7 IT7 3.2 Φ36孔Φ36 IT13 12.5 Φ21孔Φ21 IT13 12.5 螺纹孔6×M12-6H IT6 3.2 Φ0.25 D○M 6×Φ12孔6×Φ12± 0.05 IT10 3.2 Φ0.1 D Φ10销孔Φ10H7 IT7 3.2 Φ12孔底 面 10 IT13 3.2 Φ32孔底 面 20 IT13 12.5 机械工程学院·车辆工程专业课程设计说明书题目：华西牌CDL6603轻型客车 姓名： 班级学号： 指导教师： 目 录 目 录 (1) 第1章 离合器的设计目的及原理概述 (3) 1.1离合器的设计目的 (3) 1.2离合器的工作原理 (3) 1.3离合器的设计要求 (3) 第2章 离合器的结构方案分析 (5) 2.1车型、技术参数 (5) 2.2从动盘数的选择 (5) 2.3压紧弹簧和布置形式的选择 (5) 2.4膜片弹簧的支承形式 (6) 2.5压盘的驱动方式 (6) 第3章 离合器主要参数的选择 (8) 3.1后备系数β (8) 3.2摩擦因数f 、摩擦面数Z 和离合器间隙△t (8) 3.3单位压力p 0 (8) 3.4摩擦片外径D 内径d 和厚度b (9) 3.5计算校核 (9) 3.5.1离合器的摩擦力矩T c 与结构参数(R c )的确定 (9) 3.5.2最大圆周速度 (10) 3.5.3单位摩擦面积传递的转矩c0T (10) 3.5.4单位摩擦面积滑磨功 (10) 第4章 膜片弹簧的设计 (12) 4.1膜片弹簧的基本参数的选择 (12) 4.1.1 截锥高度H 与板厚h 比值 h H 和板厚h 的选择 ....................... 12 4.1.2自由状态下碟簧部分大端R 、小端r 的选择和r R 比值 ................ 12 4.1.3膜片弹簧起始圆锥底角 的选择 (12) 4.1.4 分离指数目n 的选取 (12) 4.1.5 膜片弹簧最小端内半径0r 及分离轴承作用半径f r (12) 4.1.6 切槽宽度δ1、δ2及半径e r (13) 4.1.7 压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定 (13) 4.1.8膜片弹簧材料 (13) 4.2膜片弹簧的弹性特性曲线 (13) 第5章 扭转减振器的设计 (15) 5.1扭转减振器主要参数 (15) 图5-1三级非线性减震器扭转特性曲线 (15) 5.1.1极限转矩 j T (15) 中华人民共和国教育部 X X X X X大学 课程设计说明书 设计题目：拉式膜片弹簧离合器设计学生： 指导教师： 学院： 专业： 拉式膜片弹簧离合器设计 摘要 离合器的主要功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，设计的离合器应在任何行驶条件下，都能可靠地传递发动机所在工况的最大转矩，有适当的转矩储备并且防止传动系过载。本设计在参考了多种离合器结构形式的基础上，具体设计了一个拉式膜片弹簧离合器。 关键词：拉式；膜片弹簧离合器；结构设计 目录 1 离合器主要参数的选择 (1) 2 离合器基本参数的优化 (1) 2.1 设计变量 (1) 2.2 目标函数 (1) 2.3 约束条件 (2) 3 膜片弹簧的设计 (3) 3.1 膜片弹簧的基本参数的选择 (3) 3.2 膜片弹簧的弹性特性曲线 (4) 3.3 强度校核 (4) 4 扭转减振器的设计 (4) 4.1 扭转减振器主要参数 (4) 4.2 减振弹簧的计算 (6) 5 从动盘总成的设计 (8) 5.1 从动盘毂 (8) 5.2 从动片 (8) 5.3 波形片和减振弹簧 (8) 6 压盘设计 (8) 6.1 离合器盖 (8) 6.2 压盘 (8) 6.3分离轴承 (8) 7 小结 (10) 参考文献 (11) 1 离合器主要参数的选择 1.1 初选摩擦片外径D 、内径d 、厚度b 根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）式3.2.1，有D =A T e max 100 ，对于小轿车 A=47，得D=100 32847 264.173= 根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）表3.2.1可知，取D=325mm ，d=172mm ，b=3.5mm 1.2 后备系数β 由于所设计的离合器为膜片弹簧离合器，在使用过程中其摩擦片的磨损工作压力几乎不会变小（开始时还有些增加），再加上小轿车的后备功率比较大，使用条件较好，宜取较小值，故取β＝1.25。 1.3 单位压力0P 根据《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著，清华大学出版社出版）3.2.3节可知，对于小轿车 当D ≥230mm 时,则0P ＝1.18/D Mpa ； 当D< 230mm 时，则0P ＝0.25Mpa ； 所以由于D ＝325mm,取0P ＝0.165Mpa ； 故根据《汽车设计》（王望予编著，机械工业出版社出版）表2－2，摩擦片材料选择石棉基材料。则取0P ＝0.2Mpa 1.4 摩擦因数f 、离合器间隙Δt 故根据《汽车设计》（王望予编著，机械工业出版社出版）表2－4摩擦因数f=0.3 离合器间隙Δt=3mm 选用单片从动片所以摩擦面数取 Z=2 2 离合器基本参数的优化 2.1 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P 也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 。因此，离合器基本参数的优化设计变量选为： T T FDd x x x X ] [] [321== 2.2 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的条件下使 课程设计 题目：分度盘零件的机械加工工艺规程及工艺 装备设计 班级： 姓名： 指导教师： 完成日期：20**年7月1日 一、设计题目 二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图1张 (2) 生产类型:大批大量生产 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图1张 (2) 毛坯图1张 (3) 机械加工工艺过程卡片(参附表1) 1张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片1张 (4) 夹具装配图1张 (5) 夹具体图1张 (6) 课程设计说明书(5000～8000字) 1份 说明书主要包括以下内容（章节） ①目录 ②摘要（中外文对照的，各占一页） ③零件工艺性分析 ④机械加工工艺规程设计 ⑤指定工序的专用机床夹具设计 ⑥方案综合评价与结论 ⑦体会与展望 ⑧参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10条以上) 课程设计说明书一律用A4纸、纵向打印. 四、进度安排(参考) (1) 熟悉零件,画零件图2天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片5天 (3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9天 (4) 编写说明书3天 (5) 准备及答辩2天 摘要 本课程设计是重要的实践教学环节之一。通过对“分度盘”零件的机械加工工艺规程及工艺装备的设计，完成了从毛坯到零件的机械加工工艺过程。本课程设计的主要内容包括：绘制“分度盘”的零件图、毛坯图，编制机械加工工艺过程综合卡片和机械加工工序卡片，以及6× 32mm孔加工夹具设计。本次课程设计实现了所学理论与生产实践的结合，通过设计使学生具有了制定工艺规程的初步能力，设计专用夹具的初步能力，进一步提高了查阅资料，熟练地使用设计手册、参考资料等方面的能力。通过设计全过程，熟悉了工艺计算方法，学会了进行工艺设计的程序和方法，对于培养独立思考和独立工作的能力大有裨益。 关键词：分度盘；夹具 汽车设计课程设计离合器设计说明书 目录 一、离合器设计的目的及相关概述 (1) 1.1 离合器基本功用 (1) 1.2 离合器相关结构的介绍 (1) 1.3 离合器的设计要求 (2) 1.4拉式膜片弹簧的优点 (3) 二、离合器摩擦片参数的确定 (3) 2.1摩擦片相关参数确定之前的数据准备 (3) 2.1.1后背系数确定 (3) 2.1.2单位压力的确定 (4) 2.1.3摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙 (4) 2.2 摩擦片参数的选择 (5) 2.2.1初选摩擦片参数外径D、内径d和厚度b (5) 2.2.2 离合器传递最大转矩 (6) 2.3摩擦片参数的校核 (6) 2.3.1 摩擦片最大圆周速度的校核 (6) 2.3.1 单位滑磨功的校核 (6) 三、膜片弹簧的设计 (6) 3.1 膜片弹簧参数的设计 (7) 3.2 膜片弹簧参数的校核 (9) 四、主要零部件的设计 (10) 4.1 扭转减震器的设计 (10) 4.2 扭转用弹簧的设计 (12) 4.3 从动盘毂的设计 (14) 4.4 离合器盖结构的设计 (15) 4.5 压盘的设计 (14) 4.5.1 设计要求 (15) 4.5.2 压盘几何尺寸及材料的确定 (15) 4.5.3 压盘的校核 (16) 4.6 支撑环 (16) 五、操纵机构 (16) 5.1 操纵机构的简介 (16) 5.2离合器踏板行程计算 (18) 5.3 踏板力计算 (13) 六、设计小结 (19) 七、参考文献 (21) 附录 (22) 一、离合器设计的目的及相关概述 了解乘用车离合器的构造，掌握离合器的工作原理，了解从动盘总成的结构，掌握从动盘总成的设计方法，了解压盘和膜片弹簧的结构，掌握压盘和膜片弹簧的设计方法，通过对以上几方面的了解，从而熟悉轿车离合器的工作原理，同时，学会如何查找文献资料、相关书籍，培养学生动手设计项目，掌握单独设计课题和项目的方法，从而设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性，结构简单，便于维护的乘用车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作设计打下良好的基础，通过这次课程设计，使学生充分认识到设计工程所需要的步骤，以及自身所应具备的专业素质，未进入社会提供良好的学习机会，对与由学生向工程技术人员转变具有重要的现实意义。 1.1离合器基本功用 离合器通常安装在发动机和变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。 1）在汽车起步时，通过离合器主、从动部分的滑磨而使它们的转速逐渐接近，以确保汽车起步平稳。 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的传递，以减轻齿轮的冲击，保证换挡时工作平稳。 3) 当离合器转矩超过其所能传递的最大转矩时，其主、从动部分之间将产生滑磨，以防止传动系统过载。 1.2 离合器相关结构的介绍 膜片弹簧离合器总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。 1、离合器概述 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。 离合器的功用主要的功用是切断和实现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，以防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。 2、设计要求及其技术参数 基本要求： 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，又能防止过载。 2）接合时要完全、平顺、柔和，保证起初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效果，以保证工作温度不致过高，延长寿命。 6）操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。 7）具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。 技术参数: 车型：华丽特锐2WD 整车质量（kg）：1050 最大扭矩/转速（N·m/rpm）：120/3200 主减速比：5.285 一档速比： 滚动半径：350mm 3、结构方案分析 3.1从动盘数的选择：单片离合器 单片离合器：对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩 一般不大，在布置尺寸容许条件下，离合器通常只设有一片从动盘。 单片离合器的结构简单，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，在使用时能保证分离彻底，采用轴向有弹性的从动盘可保证结合平顺。 3.2压紧弹簧和布置形式的选择：拉式膜片弹簧离合器 膜片弹簧是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧，主要由碟簧部分和分离指部分组成。 1. 膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，有如下优点： 1) 具有较理想的非线性弹性特性。 2) 兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用。 3) 高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定。 4) 以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，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。 2. 与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更小等。 3.3膜片弹簧的支撑形式 图3-1为拉式膜片弹簧的支承形式—单支承环形式，将膜片弹簧大端支承在离合器盖杀中的支承环上。 图3-1 目录 一、零件的分析 (1) 1.1零件的功用及结构分析 (1) 1.2零件的工艺分析 (1) 二、分度盘零件机械加工工艺规程设计 (2) 2.1毛坯的选择 (2) 2.2基准的选择 (2) 2.3工艺路线的拟定 (2) 2.3.1加工表面方法及加工方案的确定 (3) 2.3.2加工顺序的确定 (3) 2.4加工余量、工序尺寸及其公差的确定 (4) 2.5切削用量及工时定额的确定 (4) 2.6机械加工工艺过程卡片 (4) 三、工艺经济性的分析 (7) 四、体会 (8) 五、参考文献 (8) 一、零件的分析 1.1零件的功用及结构分析 分度盘是一种高精度的分度定位元件。主要用于需要高精度分度定位的金属切削机床和专用夹具上。本零件主要是通过扳手顺时针转动，使分度盘与夹具体之间松开，然后逆时针转动分度盘，在分度盘下端面圆周方向的斜槽（共四条）推压下，定位销下移，当分度盘转至90°时，定位销在弹簧作用下弹出，落入第二条斜槽中，再反靠分度盘完成分度确定。 1.2零件的工艺分析 1）该工件锻造比比较大，很容易造成应力的分布不均。因此，锻造后进行正火处理，粗加工后进行调质处理，以改善材料的切削性能。 2）工序安排以台阶面和Φ120g6的外圆表面定位，装夹工件，达到了设计基准，工艺基准的统一。 3）分度盘大端面对Φ36H7mm孔中心线有垂直度要求；外圆台阶面对Φ120g6mm 外圆轴心线有垂直度要求；Φ120g6mm外圆与Φ36H7mm孔有同轴度要求；4×M8螺纹与和4×Φ10mm孔对120g6mm外圆轴心线有位置度要求，可在偏摆仪上用百分表检查同轴度及垂直度。 二、工艺规程设计 2.1毛坯的选择 根据材料45钢，生产类型为大批大量生产及零件形状要求，可选择模锻件。毛坯的拔模斜度5°。 2.2基准的选择 2.2.1精基准的选择 根据该分度盘零件的技术要求和装配要求，选择分度盘大端面为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“统一基准”原则。分度盘?36H7mm的轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工分度盘?120g6mm外圆柱面和台阶面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度和同轴度要求。在钻削均布圆周孔和螺纹时采用?120g6mm的轴心线作为精基准，做到了设计基准与工艺基准的统一。 2.2.2粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。此处选择分度盘?120g6mm轴线作为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。 2.3工艺路线的拟定 该分度盘加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。 1）零件材料45钢，切削加工性良好。 2）分度盘Φ120g6mm外圆与Φ36H7mm孔有同轴度要求，为保证加工精度，工艺安排应粗、精加工分开。 3）主要表面虽然加工精度较高，但可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量地加工出来。 目录 前言 (2) 一、离合器概述 (3) 1.1离合器设计的基本要求 (3) 1.2膜片弹簧离合器结构 (3) 1.3膜片弹簧离合器的优点 (4) 二、离合器摩擦片参数的确定 (4) 2.1摩擦片参数的选择 (4) 2.2摩擦片基本参数的约束条件 (8) 三、膜片弹簧的设计 (10) 3.1膜片弹簧基本参数的选择 (10) 3.2膜片弹簧的弹性特性曲线 (11) 3.3膜片弹簧基本参数的约束条件 (13) 3.4膜片弹簧强度计算与校核 (14) 四、扭转减振器的设计 (15) 4.1扭转减振器主要参数 (15) 4.2减振弹簧的计算 (17) 五、离合器其他主要部件的结构设计 (19) 5.1从动盘毂的设计 (20) 5.2从动片的设计 (20) 5.3离合器盖结构设计 (20) 5.4压盘的设计 (21) 六、离合器的操纵机构 (22) 6.1离合器操纵机构的要求 (22) 6.2操纵机构型式的选择 (22) 七、设计小结 (22) 八、参考文献 (23) 前言 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接的总成。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、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。 随着我国自动档轿车的增加，我国传统离合器行业的发展前景日益担忧，不少企业都在寻求新的持续发展的途径。 DCT技术在中国良好的发展前景，将使我国摩擦片汽车离合器行业获得新的发展机遇。但是，市场竞争也很激烈，长春一东是国内汽车离合器制造行业龙头企业，已形成75万套的生产力，是国内规模最大，系列最宽的离合器生产厂家，行业地位较高。公司在主机配套市场处于龙头地位，面向全国64家主机厂供货，占领了国内中重型商用车市场的半壁江山。 双质量飞轮是我国传统汽车离合器发展的一种方向，目前我国已经有Luk、Excedy 等外资企业在中国组装生产双质量飞轮，吉林大华、湖北三环的双质量飞轮也进入产业化阶段，但双质量飞轮在我国发展前景依然有待市场进一步验证。 液力变矩器需求随着我国汽车自动档比重的增加而加大，国内除上海萨克斯早已量产液力变矩器产品外，广州优达佳、上海Excedy、南京Valeo等外资企业已经相继开始组装生产液力变矩器。由于我国AT技术的本土化存在很大困难，发展液力变矩器对国内企业仍存在较高的风险。 工学院 课程设计 离合器设计 （设计题目） 1310111006俊男 （学生） 专业名称：车辆工程 课程名称：汽车设计 指导教师 (职称)：飞豹（副教授） 完成日期： 2014 年6月25日 2014年6月 摘要 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，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；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。 本文通过对轿车整车参数的分析，并在拆装轿车膜片弹簧离合器及对其进行结构分析的基础上，对轿车离合器进行重新设计，使得轿车离合器设计更合理。首先对轿车离合器的结构型式进行合理选择，主要是对从动盘数及干湿式的选择、压紧弹簧的结构型式及布置和从动盘的结构型式选择，并利用CAXA电子图板软件绘制轿车膜片弹簧离合器装配图；再进行离合器的基本结构尺寸和参数的选择及计算；最后进行离合器零件的结构选型及设计计算，主要是对从动盘总成设计，压盘、传力片的设计校核，膜片弹簧主要参数的选择、设计和强度校核，并绘制离合器零件图。 关键词：轿车离合器膜片弹簧设计校核 Abstract Clutch is the assembly which is directly connected with engine in the automobile power train. And its main function is to cut off or implement the power transmission in the power train. It ensured the engine and the power train perfectly smooth join together when the automobile starting up and insure the automobile smooth starting up. The clutch is disconnected the engine and the power train when the automobile stage changeover. It reduced the impact between the shift gears of the transmission. When the transmission worked by the great dynamic load, the clutch can limit the breakdown torque of the power train, to prevent the accessory of the power train damage due to overload. It effectively reduced the vibration and noise of the power train. In this paper, based on the analysis of the car parameters, on the basis of dismantle and install diaphragm spring clutch of sedans and its structural analysis to redesign the sedan clutch for it makes the design of the car clutch more reasonable. First, we should be choose the structure of the car clutch reasonable. It is mainly choose the structure of the driven disk that wet or dry, the structure of pinched spring and the layout. And I make use of CAXA electronic drawing board software draw the assembly drawing of the cars Diaphragm spring clutch. Than I make sure the choice and design calculation of the clutch structure size and the basic parameters. Finally, I carry on the structure type slection of clutch parts and the design calculation. It is mainly design and checking the driven disk assembly, platen and patch of force. And I make sure diaphragm spring main parameters of the selection, design, strength check and draw the clutch detail drawing. Keywords：Car clutch; Diaphragm spring; Design; Checking 机械制造技术基础课程设计任务书 设计题目：制定分度盘（一）零件（图5-26）的加工工艺，设计钻8-φ7孔的钻床夹具 设计要求： 1、中批生产； 2、选用通用设备； 3、采用手动夹紧机构； 设计内容：1、绘制加工工件图，计算机绘图； 2、制订零件的加工工艺过程，填写零件加工艺过程卡一张 和钻8-φ7孔工序的工序卡。 3、设计指定的工序夹具，绘制夹具全套图纸； 4、编写设计说明书一份，按照毕业论文的写； 5、答辩时交全套夹具工程用图纸、设计说书、 工艺过程卡和工序卡，并交电子文稿。 设计时间：2013年11月11日至11月22日 答辩时间：2013年11月12日 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 系主任： 2013年11月9日 目录 序言 (4) 第一章零件的分析 (5) （一）零件的作用 (5) （二）零件的工艺分析 (5) 第二章工艺规程设计 (6) （一）确定毛坯形式 (6) （二）基面的选择 (7) （三）制定工艺路线 (7) （四）机械加工余量.，工序尺寸及尺寸的确定 (8) （五）确定切削用量级基本工时 (8) 第三章专用夹具设计 (10) （一）设计主旨 (10) （二）夹具设计 (10) （三）定位基准的选择 (10) （四）切削力和夹紧力的计算 (11) （五）定位误差分析 (12) （六）夹具设计及操作的简要说明 (13) 参考文献 (15) 序言 大学临近尾声，我们很多的基础课，比如《机械原理》《机械设计》《机械制造基础》《工装设计》都已经结束了。机械制造工艺学课程设计就是我们学完了这些基础课，技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。因此。它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。 对我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。 由于知识范围的限制和能力的欠缺，在整个设计过程中我存在很多的不足，但是在老师的知道下我真的学到了很多以前没有接触到的知识和能力。 汽车设计课程设计离合器设计说明书 姓名：范小南 班级：B110210 学号：B11021023 目录 一、离合器设计的目的及相关概述 (1) 1.1 离合器基本功用 (1) 1.2 离合器相关结构的介绍 (1) 1.3 离合器的设计要求 (2) 1.4拉式膜片弹簧的优点 (3) 二、离合器摩擦片参数的确定 (3) 2.1摩擦片相关参数确定之前的数据准备 (3) 2.1.1后背系数确定 (3) 2.1.2单位压力的确定 (4) 2.1.3摩擦因数、摩擦面数和离合器间隙 (4) 2.2 摩擦片参数的选择 (5) 2.2.1初选摩擦片参数外径D、内径d和厚度b (5) 2.2.2 离合器传递最大转矩 (6) 2.3摩擦片参数的校核 (6) 2.3.1 摩擦片最大圆周速度的校核 (6) 2.3.1 单位滑磨功的校核 (6) 三、膜片弹簧的设计 (6) 3.1 膜片弹簧参数的设计 (7) 3.2 膜片弹簧参数的校核 (9) 四、主要零部件的设计 (10) 4.1 扭转减震器的设计 (10) 4.2 扭转用弹簧的设计 (12) 4.3 从动盘毂的设计 (14) 4.4 离合器盖结构的设计 (15) 4.5 压盘的设计 (14) 4.5.1 设计要求 (15) 4.5.2 压盘几何尺寸及材料的确定 (15) 4.5.3 压盘的校核 (16) 4.6 支撑环 (16) 五、操纵机构 (16) 5.1 操纵机构的简介 (16) 5.2离合器踏板行程计算 (18) 5.3 踏板力计算 (13) 六、设计小结 (19) 七、参考文献 (21) 附录 (22) 一、离合器设计的目的及相关概述 了解乘用车离合器的构造，掌握离合器的工作原理，了解从动盘总成的结构，掌握从动盘总成的设计方法，了解压盘和膜片弹簧的结构，掌握压盘和膜片弹簧的设计方法，通过对以上几方面的了解，从而熟悉轿车离合器的工作原理，同时，学会如何查找文献资料、相关书籍，培养学生动手设计项目，掌握单独设计课题和项目的方法，从而设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性，结构简单，便于维护的乘用车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作设计打下良好的基础，通过这次课程设计，使学生充分认识到设计工程所需要的步骤，以及自身所应具备的专业素质，未进入社会提供良好的学习机会，对与由学生向工程技术人员转变具有重要的现实意义。 1.1离合器基本功用 离合器通常安装在发动机和变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变速器相连。 1）在汽车起步时，通过离合器主、从动部分的滑磨而使它们的转速逐渐接近，以确保汽车起步平稳。 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的传递，以减轻齿轮的冲击，保证换挡时工作平稳。 3) 当离合器转矩超过其所能传递的最大转矩时，其主、从动部分之间将产生滑磨，以防止传动系统过载。 1.2 离合器相关结构的介绍 膜片弹簧离合器总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。 1）离合器盖 离合器盖一般为120o或90o旋转对称的板壳冲压结构，通过螺栓与飞轮连接在一起。离合器盖是离合器中结构形状比较复杂的承载构建，压紧弹簧的压紧力最总都要由它来承受。 2）膜片弹簧 膜片弹簧是离合器最重要的压紧元件，在其内孔圆周表面上开有许多均布的长径 汽车设计 第二章离合器设计 设计参数 车型：轻型货车 整车质量（Kg）：3830 发动机最大扭矩/转速（N·m/rpm）:220/2100 最大功率/转速（Kw/rpm）:67/3000 车轮滚动半径：（mm）：340 一、离合器的设计目的及原理概述 1.1离合器的设计目的 了解轿车离合器的构造，掌握轿车离合器的工作原理。了解从动盘总成的结构，掌握从动盘总成的设计方法，了解压盘和膜片弹簧的结构，掌握压盘和膜片弹簧的设计方法，通过对以上几方面的了解，从而熟悉轿车离合器的工作原理。 学会如何查找文献资料、相关书籍，培养自己的动手设计项目、自学的能力，掌握单独设计课题和项目的方法，设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的轿车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定良好的基础。 1.2离合器的工作原理 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。 1.3离合器的设计要求 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，又能防止过载。 2)接合时要完全、平顺、柔和，保证起初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效果，以保证工作温度不致过高，延长寿 命。 6)操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。 7)具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。 二、离合器的结构方案分析 2.1车型、技术参数 车型：轻型载货汽车 整车质量（Kg）：3830 发动机最大扭矩/转速（N·m/rpm）:220/2100 最大功率/转速（Kw/rpm）:67/3000 车轮滚动半径：（mm）：340 2.2从动盘数的选择 对乘用车和最大质量小于6t的商用车而言，发动机的最大转矩一般不大，离合器通常只设一片从动盘。 2.3压紧弹簧和布置形式的选择 离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式 机械制造技术课程设计说明书 设计题目：制定分度盘加工工艺，设计钻 8-φ7 孔的钻床夹具 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机械09-2 学号： 0930060207 姓名： 指导教师：陶 机械工程系 2012年月日 哈尔滨理工大学 机械制造技术基础课程设计任务书 设计题目：制定分度盘（一）零件（图5-26）的加工工艺，设计钻8- φ7孔的钻床夹具 设计要求： 1、中批生产； 2、选用通用设备； 3、采用手动夹紧机构； 设计内容：1、绘制加工工件图，计算机绘图； 2、制订零件的加工工艺过程，填写零件加工艺过程卡一张 和钻8-φ7孔工序的工序卡。 3、设计指定的工序夹具，绘制夹具全套图纸； 4、编写设计说明书一份，按照毕业论文的写； 5、答辩时交全套夹具工程用图纸、设计说书、 工艺过程卡和工序卡，并交电子文稿。 设计时间：2012年11月26日至12月14日 答辩时间：2012年12月14日 班级：机械09-2班 学号：0000000000 学生姓名： 00000 指导教师： 系主任： 2012年月日 目录 序言 (4) 第一章零件的分析 (5) （一）零件的作用 (5) （二）零件的工艺分析 (5) 第二章工艺规程设计 (6) （一）确定毛坯形式 (6) （二）基面的选择 (7) （三）制定工艺路线 (7) （四）机械加工余量.，工序尺寸及尺寸的确定 (8) （五）确定切削用量级基本工时 (8) 第三章专用夹具设计 (10) （一）设计主旨 (10) （二）夹具设计 (10) （三）定位基准的选择 (10) （四）切削力和夹紧力的计算 (11) （五）定位误差分析 (12) （六）夹具设计及操作的简要说明 (13) 参考文献 (15) 序言 大学临近尾声，我们很多的基础课，比如《机械原理》《机械设计》《机械制造基础》《工装设计》都已经结束了。机械制造工艺学课程设离合器课程设计说明书
离合器毕业设计
汽车离合器课程设计说明书
分度盘加工工艺
离合器设计课程设计报告书
离合器设计说明书
分度盘零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计
汽车设计离合器课程设计
汽车离合器设计说明书 毕业设计
分度盘零件的工艺规程完整设计
《离合器课程设计》doc
离合器设计说明书
分度盘夹具设计说明书
(完整版)汽车设计离合器课程设计
轻型货车离合器设计说明书
分度盘夹具设计说明书