重型载货汽车离合器设计说明书

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目录
摘 要        I
第1章  离合器设计的目的及离合器概述        1
1.1 离合器设计的基本要求        1
1.2 技术参数及论文要求        2
1.3 膜片弹簧离合器结构        2
1.4 膜片弹簧离合器的优点        3
1.5 膜片弹簧离合器的工作原理        3
第2章  离合器摩擦片参数的确定        5
2.1 摩擦片参数的选择        5
2.1.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b        5
2.1.2 后备系数β        5
2.1.3 离合器传递的最大静摩擦力矩TC        6
2.1.4 单位压力P0        6
　　2.2 离合器基本参数的校核        7
2.2.1 最大圆周速度        7
2.2.2 单位摩擦面积传递的转矩        7
2.2.3 单位压力        8
2.2.4 单位摩擦面积滑磨功        8
第3章  膜片弹簧的设计        10
3.1 膜片弹簧的基本参数的选择        10
3.1.1 截锥高度H与板厚h比值H/h和板厚h的选择        10
3.1.2 自由状态下碟簧部分大端R、小端r的选择和R/r比值        10
3.1.3 膜片弹簧起始圆锥底角的选择        10
3.1.4 分离指数目n的选取        10
3.1.5 切槽宽度δ1、δ2及半径        10
3.1.6 压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定        11
3.1.7 膜片弹簧材料        11
3.2 膜片弹簧的弹性特性曲线        11
第4章  扭转减振器的设计        13
4.1 扭转减振器主要参数        13
4.1.1扭转刚度k        13
4.1.2 阻尼摩擦转矩Tμ        14
4.1.3 预紧转矩Tn        14
4.1.4 减振弹簧的位置半径R0        14
4.1.5减振弹簧个数Zj        14
4.1.6减振弹簧总压力F        15
4.2 减振弹簧的计算        15
4.2.1 减振弹簧的分布半径R1        15
4.2.2单个减振器的工作压力P        15
4.2.3 减振弹簧尺寸        15
第5章  离合器其它主要部件的结构设计        18
5.1从动盘毂的设计        18
5.2从动片的设计        18
5.3离合器盖结构设计的要求：        18
5.4压盘的设计        19
5.5压盘的结构设计与选择        19
设计小结        21
致    谢        22
参考文献        23


第1章  离合器设计的目的及离合器概述
　　　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，培养学生动手设计项目、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、便于维护的汽车离合器，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。通过这次课程设计，使学生充分地认识到设计一个工程项目所需经历的步骤，以及身为一个工程技术人员所需具备的素质和所应当完成的工作，为即将进入社会提供了一个良好的学习机会，对于由学生向工程技术人员转变有着重大的实际意义。
　　　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。
1.1 离合器设计的基本要求
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。
接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。
分离时要迅速、彻底。
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。
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。
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，一保证其工作可靠、使用寿命长。
1.2 技术参数及论文要求
　　车      型：载货汽车
　　整车质量（Kg）12000kg
　　最大扭矩/转速（N·m/rpm）:911.5/2200
　　主减速比：5.0
　　一档速比：12.96
　　滚动半径：（mm）：524.9
1.3 膜片弹簧离合器结构
　　　膜片弹簧离合总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、从动盘和分离轴承总成等部分组成。
离合器盖
　　　离合器盖一般为120°或90°旋转对称的板壳冲压结构，通过螺栓与飞轮联结在一起。离合器盖是离合器中结构形状比较复杂的承载构件，压紧弹簧的压紧力最终都要由它来承受。
膜片弹簧
　　　膜片弹簧是离合器中重要的压紧元件，在其内孔圆周表面上开有许多均布的长径向槽，在槽的根部制成较大的长圆形或矩形窗孔，可以穿过支承铆钉，这部分称之为分离指；从窗孔底部至弹簧外圆周的部分形状像一个无底宽边碟子，其截面为截圆锥形，称之为碟簧部分。
压盘
　　　压盘的结构一般是环形盘状铸件，离合器通过压盘与发动机紧密相连。压盘靠近外圆周处有断续的环状支承凸台，最外缘均布有三个或四个传力凸耳。
从动盘
　　　离合器接合时，飞轮驱动离合器盖带动压盘一起转动，并通过压盘与从动盘摩擦片之间的摩擦力使从动盘转动；在离合器分离时，压盘相对于离合器盖作自由轴向移动，使从动盘松开。这些动作均由传动片完成。传动片的两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接，一般采用周向布置。在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转；在离合器分离时，可利用它的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。
分离轴承总成
　　　分离轴承总成由分离轴承、分离套筒等组成。分离轴承在工作时主要承受轴向分离力，同时还承受在高速旋转时离心力作用下的径向力。目前国产的汽车中多使用角接触推力球轴承，采用全密封结构和高温铿基润滑脂，其端面形状与分离指舌尖部形状相配合，舌尖部为平面时采用球形端面，舌尖部为弧形面时采用平端面或凹弧形端面。
1.4 膜片弹簧离合器的优点
　　拉式膜片弹簧离合器与其他形式离合器相比，具有一系列优点：
膜片弹簧离合器具有较理想的非线性弹性特性；
膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；
高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；
膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀且摩擦损失少，传递效率高，操纵轻便；
在接合或分离状态下，离合器盖变形量小，刚度大，分离效率更高；
易于实现良好的通风散热，使用寿命长；
膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好
1.5 膜片弹簧离合器的工作原理
　　　由图可知，离合器盖与发动机飞轮用螺栓紧固在一起，当膜片弹簧被预加压紧，离合器处于接合位置时，由于膜片弹簧大端对压盘的压紧力，使得压盘与从动摩擦片之间产生摩擦力。当离合器盖总成随飞轮转动时(构成离合器主动部分)，就通过摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘总成和变速器一起转动以传递发动机动力
　　　要分离离合器时，将离合器踏板踏下，通过操纵机构，使分离轴承总成前移推动膜片弹簧分离指，使膜片弹簧呈反锥形变形，其大端离开压盘，压盘在传动片的弹力作用下离开摩擦片，使从动盘总成处于分离位置，切断了发动机动力的传递。
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　
第2章  离合器摩擦片参数的确定
2.1 摩擦片参数的选择
2.1.1 初选摩擦片外径D、内径d、厚度b
　　　摩擦片外径是离合器基本尺寸，它关系到离合器的结构重量和寿命，它和离合器所需传递转矩大小有一定关系。
D=

　　　式中，为发动机最大转矩，取；K取50