离合器的设计概述

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（4）摩擦衬片的内径可参考现有结构的c值来确定，
c=D1/D2。对c值选择是否恰当，关系到摩擦有效的
利用以及摩擦片是否能正常可靠地工作。在摩擦表 面单位压力允许的条件下采用较大的c值，即增加内
径，可使摩擦表面的磨损均匀和防止滑磨时由于内、
外圆的圆周速度相差太大，温升不一致而产生的翘
簧两种。
（一）圆柱螺旋弹簧
周置式采用圆柱螺旋弹簧，初选弹簧数目n一
曲。通常干式离合器，c值一般在0.55~0.68之间；
湿式离合器，c值一般在0.75~0.87之间。
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3、单位压力q 单位压力q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， q 应取小些，使离合器尺寸加大，可减少磨损，提 高使用寿命 ；当摩擦片外径较大时，为了降低摩 擦片外缘处的热负荷，q应取小些；后备系数较大 时，可适当增大q 。
离合器的Mc值，只有在结构设计完毕后才确定。
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（二）离合器基本参数的选择
基本参数主要有性能参数β和q，尺寸参数D2和 D1及摩擦片厚度b。
1、储备系数β 储备系数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。
双片A=0.45~ 0.55，轻型车取上限，重型车取下
限；自卸车、特殊用途车：Ａ＝0.19。
摩擦片的厚度b主要有3.2mm、3.5mm和4.0mm
三种。
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要求：
（1）标准化（JB1457-74）。
（2）检查该尺寸是否在发动机飞轮允许尺寸范围内。 （3）大圆周线速度[v]不超过65~70m/s，以免发生飞 离的危险。 D2 neH v [v ] 60
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（5）车辆总质量越大，β也应选得越大；
（6）柴油机工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取的
β值应比汽油机大些；
（7）发动机缸数越多，转矩波动越小，β可选取小 些； （8）蝶形弹簧离合器选取的β值可比螺旋弹簧离合 器小些； （9）双片离合器的β值应大于单片离合器。
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2、摩擦片外径D2、内径D1和厚度
A
( D22 D12 )
4
式中：D2、D1—— 摩擦衬片的外径和内径（m）。
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对湿式离合器而言，摩擦副的面积为扣除油槽 面积Δ A后的有效摩擦工作面面积A1。 对径向油槽ΔA为(0.1~ 0.2)A； 对螺旋油槽ΔA=(0.35~ 0.4)A；对螺旋径向油 槽Δ A为(0.45~ 0.6)A，故 A1=A-ΔA
摩擦衬片的外径受飞轮尺寸和摩擦片最大圆 周速度的限制，一般可取飞轮直径的0.75~0.8倍， 也可根据发动机最大转矩按汽车用干式离合器的 经验公式计算：
D2 M e max A
(cm)
式中： M e max ——发动机最大转矩（Nm）；
A ——经验系数
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轿车：Ａ＝0.47；载重车：单片A=0.3~0.4，
' ——花键轴导向面与摩擦片
内齿的摩擦系数，对干式 ' ＝0.13～0.30， 湿式 ' ＝0.06～0.08。 与摩擦副数量和摩擦片工作条件有关。
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假定压紧力P是均匀分布在摩擦表面上，所以：
Baidu Nhomakorabea
P qA 10
6
式中：q——摩擦表面的单位压力（Mpa）； A——摩擦副的面积（m2）。 当摩擦面为环状时，每个摩擦副的面积A：
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工程机械在工作时经常需要频繁地使用离合器， 而且它们的作业条件差，属于重载荷类型，因此应 选用较小的q值。
4P q 2 ( D2 D12 )
要求q≤[q]，式中[q]为摩擦材料的许用比压。 否则，应对初选参数进行调整，直到满意为止。
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二、压紧弹簧设计
压紧弹簧从结构上有圆柱螺旋弹簧和碟形弹
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Mm M e max
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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；
（4）当使用条件恶劣，为提高起步能力、减少离合 器滑磨，β应选取大些；
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当摩擦面为环状时，摩擦力作用等效半径Rd可足够精 确地取为摩擦衬片外径D2和内径D1的平均值：
D2 D1 Rd 4 3 D2 D13 D1 , Rc C 2 3( D2 D12 ) D2
均压：
F p0 施加在摩擦面上的单位压力， A fZ 3 M c M e max p0 D2 (1 C 3 ) 12
§2-2
离合器的设计
一、离合器主要参数的确定
片式摩擦离合器的主要参数有摩擦转矩，储备系 数，摩擦副数量和摩擦衬片的内外径等。前两个参 数主要表征离合器的工作能力，可称为性能参数， 后两个参数则说明离合器结构的一些特点，可称为 结构参数。这两个参数之间具有内在联系并相互影 响。
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（一）离合器的摩擦转矩
P ——压在摩擦表面上的压紧力（N）； Rd ——摩擦力作用等效半径（m）；
Z ——摩擦副数量，Z=m+n-1，其中m为主动片的
数量，n从动件的数量；
k0 ——压紧力损失系数，考虑压紧力在逐片顺次
传递过程中要克服花键等联接中的滑动摩擦力而渐 次减小所造成的损失系数。
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1 ' z k0 1 ( ) ' ' 2 z 1 1
离合器的摩擦转矩Mm由摩擦表面上的压紧力P 所产生的，摩擦转矩Mm与离合器所具有的摩擦副 数量，摩擦工作面的材料特性和结构尺寸以及压 紧力的大小有关，其关系式为：
M m PRd Zk0
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M m PRd Zk0

M m ——离合器的最大摩擦转矩（Nm）；
——摩擦系数，可参考表3-3-1选取；