车辆工程 手动5挡变速器设计

汽车设计课程设计说明书汽车离合器设计

学科、专业：装备制造分院车辆工程

目录

一．前言 (3)

二．离合器概述 (4)

三．离合器的设计 (6)

离合器的基本要求 (6)

四．离合器主要参数的选择 (7)

滑磨功 (8)

摩擦片外径D、内径d和厚度b (8)

膜片弹簧基本参数的选择 (9)

膜片弹簧的优化设计 (10)

五．压盘的设计与计算 (12)

对压盘结构设计的要求 (12)

压盘几何尺寸的确定 (12)

六．小结 (15)

第1章前言

以内燃机在作为动力的机械传动汽车中，离合器时作为一个独立的总成存在的。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分论相连，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结构，。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，减少变速器中换挡齿轮间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能先知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；有效的降低传动系中的震动和噪音。

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毛带，皮革带等。那是曾出现过蹄-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，都容易做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式离合器，它是直到1925年以后才出现的。多片理解恶气最主要的优点是，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，一个钢盘片对着一个青铜片。采用纯粹的金属的摩擦副，把他们浸在油中工作，能达到更为满意的性能。

石棉基摩擦材料的引入和改进，使得盘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。20世纪20年代末，知道进入30年代时，只有工程车辆，赛车和大功率的轿车才使用多片离合器。

第2章离合器的概述

以内燃机在作为动力的机械传动汽车中，离合器时作为一个独立的总成存在的。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分论相连，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结构，。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，减少变速器中换挡齿轮间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能先知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；有效的降低传动系中的震动和噪音。

离合器分为三个工作状态，即不踩下离合器的全连动，部分踩下离合器的半连动，以及踩下离合器的不连动。当车辆在正常行驶时，压盘是紧紧挤靠在飞轮的摩擦片上的，此时压盘与摩擦片之间的摩擦力最大，输入轴和输出轴之间保持相对静摩擦，二者转速相同。当车辆起步时，司机踩下离合器，离合器踏板的运动拉动压盘向后靠，也就是压盘与摩擦片分离，此时压盘与飞轮完全不接触，也就不存在相对摩擦。

最后一种，也就是离合器的半连动状态。此时，压盘与摩擦片的摩擦力小于全连动状态。离合器压盘与飞轮上的摩擦片之间是滑动摩擦状态。飞轮的转速大于输出轴的转速，从飞轮传输出来的动力部分传递给变速箱。此时发动机与驱动轮之间相当于一种软连接状态。

一般来说，离合器是在车辆起步和换挡的时候发挥作用，此时变速箱的一轴和二轴之间存在转速差，必须将发动机的动力与一轴切开以后，同步器才能很好的将一轴的转速保持与二轴同步，挡位挂进以后，再通过离合器将一轴与发动机动力结合，使动力继续得以传输。

离合器一般分为干式多片和湿式多片两种，摩托车最常用的是湿式多片离合器。下面我就向大家介绍一下它的结构组成及工作情况。离合器主要由壳体、花键、压板、摩擦片、离合器弹簧等部件组成，摩擦片的表面粘贴有摩擦系数很大的衬片。发动机的曲轴与离合器的壳体是同步转动的，离合器壳体上有许多槽，摩擦片的凸起部分正好卡在槽里，所以壳体和摩擦片也是同步转动的，但是摩擦片可以在壳体内做轴向滑动，也就是说，离合器的摩擦片始终都是与发动机同步转动的。离合器压板的外侧有许多齿，通过这些齿使压板始终与离合器中心花键同步转动，变速器的主轴与中心花键是同步转动的，也就是说，离合器的压板与变速器的主轴是同步转动的。

湿式多片离合器的壳体内装有机油，多片离合器摩擦片和离合器压板相互交错放在其中，离合器处于接合状态时，离合器弹簧将压板和摩擦片紧压在一起，摩擦片与压板同步转动，

发动机的动力通过摩擦片和压板到达变速器。离合器处于分离状态时，摩擦片与压板分离，发动机的动力不能通过压板到达变速器。

离合器通常为手动式，即用离合器手柄通过拉线来控制离合器的接合与分离，不过也有不需要人工操作的离合器，像自动离心式离合器等。

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力的装置。它主要包括主动部分、从动部分分、压紧机构、和操纵机构等四部分。

第3章离合器的设计

离合器基本要求：

（1）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

（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）离要迅速、彻底

（4）从动部分转动惯量小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损

（5）应有的足够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，以保证其工作可靠、使用寿命长。

技术参数：

发动机型号：6110Z

整车质量（kg）：14300

发动机最大转矩/转速[N·m/(r/min)]：608/1800

主减速比5.326

1档减速比：7.287

滚动半径：502mm

结构方案的分析

从动盘的选择：双盘合器，具有两个从动盘的离合器，可以承受更大的扭力换档也更