离合器设计指导书

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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223

331d 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1 β。 为了保证离合器有足够的使用寿命，式（１）中∑P 应有足够大的摩擦面积来承受，即单位面积上的压力0P 不能太大。

A

P P ⋅=∑0

(3）

式中：A 为摩擦片单面摩擦面积。

综上，得离合器基本公式: ()

3313012max max D d fZ e c D P T T c

-⋅⋅⋅=⋅=πβ (4) 在设计时,式（4)作为校核用。

2. 摩擦片外径D 和其它尺寸确定

1)摩擦片外径Ｄ

摩擦片外径D 是离合器的基本尺寸，可以按以下经验公式初选：

max e D T k D =

式中：D k 为直径系数，一般,轿车:D k =14．５;轻、中型货车:单片D k ＝16~18.5,双片D k =1３．5~15；重型汽车：D k ＝22.5～24。

离合器尺寸应符合尺寸系列标准ＧＢ5764-２0１１《汽车用离合器面片》(教材中表４－1）；另外，所选外径D 应使摩擦片最大圆周速度不超过65m ／s ，以免摩擦片飞离。

2)摩擦片内径ｄ

内径D C d ⋅='，式中:'

C 为内外径比值。

按设计经验,推荐'C =0.５3~0.7;一般,发动机转速越高,取值越大。具体值查离合器摩擦片尺寸系列。

3） 摩擦片厚度

中国规定了三种:３.2、3.5和4m ｍ。

3. 离合器后备系数β确定

初选外径同时，还应初选离合器后备系数β,它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。 β值选取要合适,不能太大或太小。通常，各类汽车的取值范围如下：轿车、微型和轻型汽

车：β=1．2～1．75;中、重型货车：β=１.5～2.25;越野车和牵引车：β＝１．8~４.０。 离合器后备系数精确值要待离合器设计完毕后才能确定。

4. 单位压力0P 确定

摩擦面上的单位压力0P 值和离合器本身的工作条件、摩擦片直径大小、后备系数以及摩擦片材质及其质量等因素有关。

单位压力0P 选取有一具体建议：

对于小轿车:当摩擦片外径D=23０mm,0P =0．2５MP ａ

当摩擦片外径D 大于23０m ｍ,D P 18.10=MPa

对于载重汽车:

当摩擦片外径D=23０m ｍ，0P =０．2MPa

当摩擦片外径D=38０~408ｍm ，0P =0．1４MP ａ

对于市内公交车：

一般单片离合器：0P =0．1３MP ａ

大的多片离合器：0P =0．10M Ｐa

当摩擦片选用不同材料时,可按指导书中表3－３选取。

根据发动机的最大转矩max e T ,用式（4）校核摩擦片单位压力是否在允许范围内。

四、离合器主要零部件结构选型和设计计算

1、从动盘

设计从动盘时应注意满足以下三个方面的要求:

（1） 为较少换挡齿轮间冲击,从动盘的转动惯量应尽可能小；

（2） 为保证汽车起步平稳,从动盘在轴向应有弹性；

（3） 为避免扭转共振和缓和冲击载荷，从动盘上应装有扭转减振器。

1） 从动片

（1)结构形式:

常有三种典型形式:a)整体式弹性从动片；ｂ)分开式弹性从动片;c)组合式弹性从动片。

(2)材料选择

从动片材料与所用的结构型式有关，不带波形弹簧片的从动片(即整体式）一般用高碳钢或弹簧片冲压而成,经热处理后达到硬度要求。

采用波形片（即分开式或组合式)时，从动片用低碳钢，波形片用弹簧钢。

(3)从动片基本尺寸

从动片直径对照摩擦片尺寸确定，为了减少从动盘转动惯量,从动片一般较薄,通常为１.3~2mm 厚钢板冲压而成，从动片的外沿部分(即波形弹簧片)厚度在0．65-~1．0之间。

2） 从动毂