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SY-025-BY-2
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
學(xué)生姓名
石志遠(yuǎn)
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)
班級
車輛工程
07-8班
指導(dǎo)教師姓名
王永梅
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
2T載貨汽車離合器的設(shè)計
一、設(shè)計（論文）目的、意義
2T載貨汽車在汽車行業(yè)中應(yīng)用較廣泛，而離合器是2T載貨汽車的一個重要部件，其設(shè)計的成功與否決定著車輛的動力性、平順性、經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計要求。設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的離合器，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以本題設(shè)計一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的2T載貨汽車離合器具有一定的實際意義。
二、設(shè)計（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）
（一）設(shè)計內(nèi)容
設(shè)計車型為沈陽金杯汽車制造的金騏SY1041DBS6，該車型發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩參數(shù)為206N.m，中心距為36mm。依據(jù)該車型對離合器的總體結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行確定，主動盤的設(shè)計，從動盤的設(shè)計，主要零件的參數(shù)設(shè)計與校核(摩擦片的內(nèi)外徑計算和強(qiáng)度校核、膜片彈簧的尺寸設(shè)計及強(qiáng)度校核)。
（二）研究方法
1、 參考相關(guān)資料，對比各種離合器優(yōu)缺點，初步確定設(shè)計方案。
2、 實地考察相關(guān)類型的車，為最終設(shè)計方案提供依據(jù)。
3、利用Autocad軟件繪制離合器圖紙。
三、設(shè)計（論文）完成后應(yīng)提交的成果
（一）計算說明部分
完成設(shè)計說明書1.5萬字。
（二）圖紙部分
圖紙一套包括離合器裝配圖、主動盤、從動盤和摩擦片的零部件圖。
四、設(shè)計（論文）進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開題報告 第1～2周（2月28日～3月13日） （2）確定總體方案 第3～4周（3月14日～3月27日） （3）對主動盤、從動盤參數(shù)進(jìn)行設(shè)計第5～6周（3月28日～4月10日） （4）對主要零件進(jìn)行校核 第7周（4月11日～4月17日）
（5）繪制離合器的零件圖及裝配圖 第8～11周（4月18日～5月17日） （5）書寫設(shè)計說明書第12～13周（5月16日～5月29日）
（6）設(shè)計審核、修改設(shè)計說明書 第14～16周（5月30日～6月19日） （7）畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月20日～6月26日）
五、主要參考資料
[1]蔣崇賢，何明輝《專用汽車設(shè)計》 武漢工業(yè)大學(xué)出版社
[2]工程中的有限元方法(第3版)．機(jī)械工業(yè)出版社，2004
[3]黃天澤，黃金陵．汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計．機(jī)械工業(yè)出版社，2000
[4]孫桓主編.機(jī)械設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社出版
[5]余志生． 汽車?yán)碚揫M]，機(jī)械工業(yè)出版社，1987
[6]陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.人民交通出版社出版
[7]吳鎮(zhèn)著.理論力學(xué).上海:上海交通大學(xué)出版社，1997
[8]呂慧瑛.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).北京:清華大學(xué)出版社，2002
六、備注
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室主任簽字：
年 月 日
本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計
2T載貨汽車離合器的設(shè)計
院系名稱： 汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)班級： 車輛工程07-8班
學(xué)生姓名： 石志遠(yuǎn)
指導(dǎo)教師： 王永梅
職 稱： 講師
黑 龍 江 工 程 學(xué) 院
二〇一一年六月
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目: 2T載貨汽車離合器設(shè)計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-8班
學(xué) 生 姓 名: 石志遠(yuǎn)
導(dǎo) 師 姓 名: 王永梅
開 題 時 間:
指導(dǎo)委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
學(xué)生姓名
石志遠(yuǎn)
系部
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程07-8班
指導(dǎo)教師姓名
王永梅
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是否
題目名稱
2T載貨汽車離合器設(shè)計
一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義
1、課題研究現(xiàn)狀
離合器是跟隨著變速箱一同誕生的, 它們的誕生最早可以追溯到1897年。那一年, 20歲的法國人路易· 雷諾把De Dion-Bouton機(jī)動三輪車改裝成了一輛小型四輪汽車, 并在車上安裝了一臺他發(fā)明的直接傳動裝置—變速箱, 而這就是汽車史上第一臺變速箱和離合器。
現(xiàn)代汽車工業(yè)具有世界性，是開發(fā)型的綜合工業(yè)，競爭也越來越激烈。我國自1953年創(chuàng)建第一汽車制造廠至今，已有130多家汽車制造廠，700多家汽車改裝廠。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，對汽車的使用功能不斷提出新的要求。
現(xiàn)代汽車上最常用的是機(jī)械式傳動系統(tǒng)，它是由發(fā)動機(jī)以及離合器、變速器、萬向節(jié)傳動軸、主減速器、差速器和驅(qū)動車輪的傳動裝置（如半軸）等部件組成。其中離合器是作為一個獨立的部件而存在的。離合器是一種分離，接合裝置，它在傳動系統(tǒng)中起著傳扭、分離傳動、減振和過載保護(hù)多重功用，其品質(zhì)攸關(guān)汽車的性能，對于使用工況復(fù)雜、超載嚴(yán)重的中國汽車更是如此。
在采用離合器的傳動系統(tǒng)中，早期離合器的結(jié)果形式是錐形摩擦離合器。雖然其傳遞扭矩的能力，比相同直徑的其他結(jié)構(gòu)形式的摩擦離合器要大。但是，其最大的缺點是從動部分的轉(zhuǎn)動慣量太大，引起變速器換擋困難。而且這種離合器在接合時也不夠柔和，容易卡住。
其后，在油中工作的所謂濕式的多片離合器逐漸取代了錐形摩擦離合器。但是多片濕式摩擦離合器的片與片之間容易被油粘?。ㄓ绕涫窃诶涮煊鸵鹤儩鈺r更容易發(fā)生），導(dǎo)致分離不徹底，造成換擋困難。所以它又被干式所取代。多片干式摩擦離合器的主要優(yōu)點是接合平順柔和，保證了汽車的平穩(wěn)起步。但因片數(shù)較多，從動部分的轉(zhuǎn)動慣量較大，還是感到換擋不夠容易。同時中間壓盤的通風(fēng)散熱不良，易引起過熱，加快了摩擦片的磨損甚至燒傷和破裂。如果調(diào)整不當(dāng)還可能引起離合器分離不徹底。
多年的實踐經(jīng)驗使人們逐漸趨向于采用單片干式摩擦離合器。它具有從動部分轉(zhuǎn)動慣量小，散熱性好，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，尺寸緊湊，分離徹底等優(yōu)點。而且只要在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，也能使其接合平順。因此，它得到了極為廣泛的應(yīng)用。
如今，單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面也相當(dāng)完善：采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器的接合平順性；離合器中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的共振，減少了噪音；以及采用了摩擦較小的分離桿機(jī)構(gòu)等。另外，采用了膜片彈簧作為壓簧，可同時兼起到分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡化，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。膜片彈簧和壓盤的環(huán)行接觸，可保證壓盤上的壓力均勻。由于膜片彈簧本身的特性，當(dāng)摩擦片磨損時，彈簧的壓力幾乎沒有改變，且可減輕分離離合器時所需要的踏板力。另外，近年來由于多片濕式離合器在技術(shù)上的不段改善，在國外的某些重型牽引汽車和自卸車上又開始采用多片濕式離合器，并有不斷增加的傾向。與干式離合器相比，由于用油泵進(jìn)行強(qiáng)制制冷的結(jié)果，摩擦表面的溫度較低（不超過 93℃）。因此，允許起步時長時間地打滑或用高檔起步而不致燒損摩擦片，具有良好的起步能力。
為了實現(xiàn)離合器的自動操縱，又有自動離合器。采用自動離合器時可以省去離合器踏板，實現(xiàn)汽車的“雙踏板”操縱。與其他自動傳動系統(tǒng)（如液力傳動）相比，它具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉及傳動效率高的優(yōu)點。因此，在歐洲小排量汽車上曾得到廣泛的應(yīng)用。但是在現(xiàn)有自動離合器的各種結(jié)構(gòu)中，離合器的摩擦力矩的力矩調(diào)節(jié)特性還不夠理想，使用性能不盡完善。例如，汽車以高檔低速上坡時，離合器往往容易打滑。因此必須提前換如低檔以防止摩擦片的早期磨損以至燒壞。這些都需要進(jìn)一步改善。
隨著汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和功率的不斷提高、汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對離合器的要求越來越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)果正逐步地向拉式結(jié)果發(fā)展，傳統(tǒng)的操作形式正向自動操作形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和使用壽命，適應(yīng)高轉(zhuǎn)速，增加傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡化操作，已成為離合器的發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代各類汽車上應(yīng)用最廣泛的離合器是干式盤形摩擦離合器。從從動盤數(shù)的選擇可分為：單片離合器、雙片離合器和多片離合器。對于乘用車和總質(zhì)量小于6t的商用車，發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩一般不大，在布置條件允許下，離合器通常只設(shè)有一片從動盤。
從壓緊彈簧和布置形式的選擇可分為：周置彈簧離合器、中央彈簧離合器、斜置彈簧離合器和膜片彈簧離合器。
壓盤的驅(qū)動方式主要有凸塊——窗孔式、傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動片式等。彈性傳動片式是近年來廣泛采用的驅(qū)動方式，沿圓周切向布置的三四組薄彈簧鋼帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接。
2、選題的目的、依據(jù)和意義
2T載貨汽車在汽車行業(yè)中應(yīng)用較廣泛，而離合器是2T載貨汽車的一個重要部件，其設(shè)計的成功與否決定著車輛的動力性、平順性、經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計要求。設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的離合器，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以本題設(shè)計一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的2T載貨汽車離合器具有一定的實際意義。
二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題
（一）設(shè)計內(nèi)容
1、 參考相關(guān)資料，對比各種離合器優(yōu)缺點，初步確定設(shè)計方案。
2、 實地考察相關(guān)類型的車，為最終設(shè)計方案提供依據(jù)。
3、 利用Autocad軟件繪制離合器圖紙。
考慮到設(shè)計車型的載質(zhì)量和布置方案，在保證操縱輕便、工作穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小和制造工藝性等方面因素的前提下，本次設(shè)計采用單片膜片彈簧離合器。
4、主要技術(shù)指標(biāo)、要求或生產(chǎn)綱領(lǐng)：
本次設(shè)計所選車型為沈陽金杯汽車制造的金騏SY1041DBS6 其主要參數(shù)為；
1）發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩：206N.m
2）發(fā)動機(jī)額定功率：52.5KW
3) 額定載質(zhì)量：1990kg
5、離合器的總體結(jié)構(gòu)方案確定
1）主動盤的設(shè)計
2）從動盤的設(shè)計
3）主要零件的參數(shù)設(shè)計與校核
（二）擬解決的主要問題
1、摩擦式離合器的基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)的選擇、性能計算和設(shè)計
2、離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算
1） 離合器裝配圖
2） 從動盤總成設(shè)計
3） 壓盤和離合器蓋總成設(shè)計
4） 膜片彈簧強(qiáng)度校核、主要參數(shù)的選擇
三、技術(shù)路線（研究方法）
調(diào)研、查閱資料，完成開題報告
確定總體設(shè)計方案
從動盤參數(shù)計算
壓盤參數(shù)計算
摩擦片參數(shù)計算
離合器蓋的設(shè)計
膜片彈簧參數(shù)計算
各零件強(qiáng)度校核
繪圖
四、進(jìn)度安排
（1）調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開題報告 第1～2周（2月28日～3月13日） （2）確定總體方案 第3～4周（3月14日～3月27日） （3）對主動盤、從動盤參數(shù)進(jìn)行設(shè)計第5～6周（3月28日～4月10日） （4）對主要零件進(jìn)行校核 第7周（4月11日～4月17日）
（5）繪制離合器的零件圖及裝配圖 第8～11周（4月18日～5月17日） （5）書寫設(shè)計說明書第12～13周（5月16日～5月29日）
（6）設(shè)計審核、修改設(shè)計說明書 第14～16周（5月30日～6月19日） （7）畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周（6月20日～6月26日）
五、參考文獻(xiàn)
[1]蔣崇賢，何明輝《專用汽車設(shè)計》 武漢工業(yè)大學(xué)出版社
[2]工程中的有限元方法(第3版)．機(jī)械工業(yè)出版社，2004
[3]黃天澤，黃金陵．汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計．機(jī)械工業(yè)出版社，2000
[4]孫桓主編.機(jī)械設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社出版
[5]余志生． 汽車?yán)碚揫M]，機(jī)械工業(yè)出版社，1987
[6]陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.人民交通出版社出版
[7]吳鎮(zhèn)著.理論力學(xué).上海:上海交通大學(xué)出版社，1997
[8]呂慧瑛.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).北京:清華大學(xué)出版社，2002
[9]江發(fā)潮，陳全世，曹正清. 機(jī)械式自動變速器的離合器優(yōu)化控制，清華大學(xué)學(xué)報.2005年第2期45卷
[10]張德明，吳光強(qiáng)《干式離合器起步接合最優(yōu)控制》. 汽車技術(shù)，2008
[11]劉安陣，《微型汽車離合器膜片彈簧力學(xué)分析與研究》碩士學(xué)位論文.2008
[12] 高翔,《膜片彈簧應(yīng)力測試研究》［J］,江蘇理工大學(xué)學(xué)報（自然版）.1997
[13] 鐵石，石毅．《膜片彈簧離合器壓緊力設(shè)計計算》[J]．汽車技術(shù)，2000
[14] Hirtz, N.; Althaus, J.Auxiliary power system technology using a hydrodynamic clutch.. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers -- Part G -- Journal of Aerospace Engineering, Jun2003, Vol. 217 Issue 3, p143,
[15]A. C. Rao. Minimizing spring cost s [J] . Machine De2 sign .1997 .49 (17)
六、備注
指導(dǎo)教師意見：
簽字： 年 月 日
SY-025-BY-5
畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表
填表日期
年 月 日
迄今已進(jìn)行 周剩余 周
學(xué)生姓名
系部
專業(yè)、班級
指導(dǎo)教師姓名
職稱
從事
專業(yè)
是否外聘
□是□否
題目名稱
學(xué)
生
填
寫
畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進(jìn)度
已完成主要內(nèi)容
待完成主要內(nèi)容
存在問題及努力方向
學(xué)生簽字：
指導(dǎo)教師
意 見
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
教研室
意 見
教研室主任簽字： 年 月 日
畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評分表
學(xué)生姓名
院系
專業(yè)、班級
指導(dǎo)教師姓名
職稱
從事
專業(yè)
是否外聘
□是□否
題目名稱
序號
評 價 項 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
10
2
題目工作量；選題的理論意義或?qū)嶋H價值
10
3
查閱文獻(xiàn)資料能力；綜合運(yùn)用知識能力
15
4
研究方案的設(shè)計能力；研究方法和手段的運(yùn)用能力；外文應(yīng)用能力
25
5
文題相符程度；寫作水平
15
6
寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或?qū)嶋H價值；創(chuàng)新性
15
7
科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進(jìn)度
10
得 分
X=
評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點）
工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
研究能力或設(shè)計能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、正確性）：
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評分表
學(xué)生姓名
石志遠(yuǎn)
院系
汽車與交通
工程學(xué)院
專業(yè)、班級
車輛工程
B07-8班
指導(dǎo)教師姓名
王永梅
職稱
講師
從事
專業(yè)
車輛工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
2T載貨汽車離合器的設(shè)計
序號
評 價 項 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
10
2
題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設(shè)等的結(jié)合程度
10
3
綜合運(yùn)用知識能力（設(shè)計涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力
15
4
設(shè)計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力）；外文應(yīng)用能力
20
5
計算機(jī)應(yīng)用能力；對實驗結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力）
10
6
插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計說明書撰寫水平；設(shè)計的實用性與科學(xué)性；創(chuàng)新性
20
7
設(shè)計規(guī)范化程度（設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等）
5
8
科學(xué)素養(yǎng)、學(xué)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進(jìn)度
10
得 分
X=
評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點）
工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
研究能力或設(shè)計能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（設(shè)計方案、設(shè)計方法、正確性）
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
畢業(yè)論文評閱人評分表
學(xué)生
姓名
專業(yè)
班級
指導(dǎo)教
師姓名
職稱
題目
評閱組或預(yù)答辯組成員姓名
出席
人數(shù)
序號
評 價 項 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
15
2
題目工作量；選題的理論意義或?qū)嶋H價值
10
3
查閱文獻(xiàn)資料能力；綜合運(yùn)用知識能力
20
4
研究方案的設(shè)計能力；研究方法和手段的運(yùn)用能力；外文應(yīng)用能力
25
5
文題相符程度；寫作水平
15
6
寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或?qū)嶋H價值；創(chuàng)新性
15
得 分
Y=
評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點）
回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□
研究能力或設(shè)計能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、正確性）：
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
評閱人或預(yù)答辯組長簽字： 年 月 日
注：畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預(yù)答辯等形式。
畢業(yè)設(shè)計評閱人評分表
學(xué)生
姓名
石志遠(yuǎn)
專業(yè)
班級
汽車與交通
工程學(xué)院
指導(dǎo)教
師姓名
王永梅
職稱
講師
題目
2T載貨汽車離合器的設(shè)計
評閱組或預(yù)答辯組成員姓名
出席
人數(shù)
序號
評 價 項 目
滿分
得分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況；題目難易度
10
2
題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設(shè)等的結(jié)合程度
10
3
綜合運(yùn)用知識能力（設(shè)計涉及學(xué)科范圍，內(nèi)容深廣度及問題難易度）；應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力
15
4
設(shè)計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理能力）；外文應(yīng)用能力
25
5
計算機(jī)應(yīng)用能力；對實驗結(jié)果的分析能力（或綜合分析能力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析能力）
15
6
插圖（圖紙）質(zhì)量；設(shè)計說明書撰寫水平；設(shè)計的實用性與科學(xué)性；創(chuàng)新性
20
7
設(shè)計規(guī)范化程度（設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等）
5
得 分
Y=
評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點）
回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□
研究能力或設(shè)計能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（設(shè)計方案、設(shè)計方法、正確性）
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
評閱人或預(yù)答辯組長簽字： 年 月 日
注：畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預(yù)答辯等形式。
畢業(yè)論文答辯評分表
學(xué)生
姓名
專業(yè)
班級
指導(dǎo)
教師
職 稱
題目
答辯
時間
月 日 時
答辯組
成員姓名
出席
人數(shù)
序號
評 審 指 標(biāo)
滿
分
得
分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況，題目難易度、工作量、理論意義或價值
10
2
研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力、綜合運(yùn)用知識的能力、應(yīng)用文獻(xiàn)資料和外文的能力
20
3
論文撰寫水平、文題相符程度、寫作規(guī)范化程度、篇幅、成果的理論或?qū)嶋H價值、創(chuàng)新性
15
4
畢業(yè)論文答辯準(zhǔn)備情況
5
5
畢業(yè)論文自述情況
20
6
畢業(yè)論文答辯回答問題情況
30
總 分
Z=
答辯過程記錄、評語：
自述思路與表達(dá)能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□
研究能力或設(shè)計能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（研究方案、研究方法、正確性）：
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
答辯組長簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計答辯評分表
學(xué)生
姓名
石志遠(yuǎn)
專業(yè)
班級
車輛工程
B07-8班
指導(dǎo)
教師
王永梅
職 稱
講師
題目
2T載貨汽車離合器的設(shè)計
答辯
時間
月 日 時
答辯組
成員姓名
出席
人數(shù)
序號
評 審 指 標(biāo)
滿
分
得
分
1
選題與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的符合程度，綜合訓(xùn)練情況，題目難易度、工作量、與實際的結(jié)合程度
10
2
設(shè)計（實驗）能力、對實驗結(jié)果的分析能力、計算能力、綜合運(yùn)用知識能力
10
3
應(yīng)用文獻(xiàn)資料、計算機(jī)、外文的能力
10
4
設(shè)計說明書撰寫水平、圖紙質(zhì)量，設(shè)計的規(guī)范化程度（設(shè)計欄目齊全合理、SI制的使用等）、實用性、科學(xué)性和創(chuàng)新性
15
5
畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備情況
5
6
畢業(yè)設(shè)計自述情況
20
7
畢業(yè)設(shè)計答辯回答問題情況
30
總 分
Z=
答辯過程記錄、評語：
自述思路與表達(dá)能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□
研究能力或設(shè)計能力：強(qiáng)□ 較強(qiáng)□ 一般□ 較弱□ 很弱□
工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□
說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
成果質(zhì)量（設(shè)計方案、設(shè)計方法、正確性）
好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□
其他：
答辯組長簽字： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）成績評定表
學(xué)生姓名
石志遠(yuǎn)
性別
男
院系
汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)
車輛工程
班級
B07-8班
設(shè)計（論文）題目
2T載貨汽車離合器的設(shè)計
平時成績評分（開題、中檢、出勤）
指導(dǎo)教師姓名
職稱
指導(dǎo)教師
評分（X）
評閱教師姓名
職稱
評閱教師
評分（Y）
答辯組組長
職稱
答辯組
評分（Z）
畢業(yè)設(shè)計（論文）成績
百分制
五級分制
答辯委員會評語：
答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院系公章： 年 月 日
注：1、平時成績（開題、中檢、出勤）評分按十分制填寫，指導(dǎo)教師、評閱教師、答辯組評分按百分制填寫，畢業(yè)設(shè)計（論文）成績百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z
2、評語中應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）選題質(zhì)量、能力水平、設(shè)計（論文）水平、設(shè)計（論文）撰寫質(zhì)量、學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）實施或?qū)懽鬟^程中的學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)生答辯情況等內(nèi)容的評價。
優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）推薦表
題 目
2T載貨汽車離合器的設(shè)計
類別
畢業(yè)設(shè)計
學(xué)生姓名
石志遠(yuǎn)
院（系）、專業(yè)、班級
汽車與交通工程學(xué)院
車輛工程 B07-8班
指導(dǎo)教師
王永梅
職 稱
講師
設(shè)計成果明細(xì)：
答辯委員會評語：
答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日
備 注：
注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計、其它
黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計
摘 要
離合器是汽車機(jī)械傳動系統(tǒng)中不可或缺的一個部件，離合器的質(zhì)量直接關(guān)系著車輛的動力性、平順性、經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計要求。2T載貨汽車在汽車行業(yè)中應(yīng)用廣泛，設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的離合器，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。膜片彈簧離合器是近年來在轎車和輕型汽車上廣泛采用的一種離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大而且較穩(wěn)定，操作輕便，平衡性好。本文主要是對載重2噸輕型汽車的拉式膜片彈簧離合器進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)車輛使用條件和車輛參數(shù)，按照離合器系統(tǒng)的設(shè)計步驟和要求。
設(shè)計主要內(nèi)容為：離合器結(jié)構(gòu)方案選擇，確定車型及其基本參數(shù)；離合器摩擦片基本參數(shù)確定以及材料的選擇；從動盤轂、從動片、傳力片結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算以及材料的選擇；扭轉(zhuǎn)減震器的參數(shù)計算，減震彈簧的設(shè)計以及確定扭轉(zhuǎn)減震器的材料；離合器蓋、壓盤尺寸參數(shù)設(shè)計計算及其材料的選??；分離軸承總成的設(shè)計、計算；離合器膜片彈簧的參數(shù)設(shè)計計算，材料及制造工藝的選擇，強(qiáng)度校核
關(guān)鍵詞:離合器 ；膜片彈簧 ；從動盤 ；壓盤 ；摩擦片
ABSTRACT
The clutch is an essential vehicle of a mechanical transmission components, clutch is directly related to the quality of vehicle dynamics, ride comfort, economy and other aspects of the design requirements. 2T truck is widely used in the automotive industry, design a simple, reliable and low cost of the clutch, can greatly reduce the total cost of vehicle production, and promote economic development vehicle. Diaphragm spring clutch in car and light in recent years, widely used as a vehicle clutch, the torque capacity of its large and relatively stable, easy operation, good balance. This paper is a 2T truck pull light vehicle type diaphragm spring clutch design. According to traffic conditions and vehicle parameters, in accordance with the clutch system design steps and requirements.
Design mainly as follows:The clutch structure of the program options, determine the model and its basic parameters; Determine the basic parameters of the clutch friction plate, and the choice of materials;Driven plate hub, the driven film, transfer chip design and calculation of structural parameters and material selection;Reversing the shock absorber of the parameter calculation, damping spring to determine torsional damper design and material;Clutch cover, pressure plate design and calculation of dimensions and material selection;The release bearing assembly design, calculation;The parameters of the clutch diaphragm spring design calculations, materials and manufacturing process selection, strength check
Key words: Clutch；Diaphragm spring；Platen；Pressure plate；Friction slices
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 選題目的、意義 1
1.3 離合器研究現(xiàn)狀 1
1.4 離合器概述 3
1.4.1 離合器主要功能 3
1.4.2 離合器應(yīng)滿足基本要求 4
1.5 膜片彈簧離合器優(yōu)點 5
1.6 拉式膜片彈簧離合器優(yōu)點 5
1.7 本設(shè)計基本內(nèi)容 5
第2章 離合器結(jié)構(gòu)方案選擇 6
2.1汽車基本參數(shù)及設(shè)計要求 6
2.1.1選定車型基本參數(shù) 6
2.1.2 離合器設(shè)計基本要求 6
2.2 離合器結(jié)構(gòu)方案選擇 6
2.2.1 從動盤數(shù)的選擇 6
2.2.2 壓緊彈簧和布置形式的選擇 7
2.2.3 壓盤的驅(qū)動方式 8
2.2.4 分離軸承總成選擇 9
2.2.5 離合器的通風(fēng)散熱 9
2.3 本章小結(jié) 10
第3章 離合器摩擦片基本參數(shù)的確定 11
3.1 摩擦片尺寸及其他參數(shù)選擇 11
3.2 離合器后備系數(shù)的選擇 12
3.3 單位壓力P的確定 13
3.4 摩擦片材料選取 13
3.5 摩擦片基本參數(shù)優(yōu)化 14
3.6 本章小結(jié) 15
第4章 離合器從動盤設(shè)計 16
4.1 從動盤總成組成、功能及設(shè)計要求 16
4.2 從動盤轂的設(shè)計 16
4.3 從動片和波形片的設(shè)計 17
4.4 摩擦片與從動片連接方式 18
4.5 本章小結(jié) 18
第5章 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計 19
5.1 扭轉(zhuǎn)減振器的組成和功能 19
5.2 扭轉(zhuǎn)減振器的扭轉(zhuǎn)特性 20
5.3 扭轉(zhuǎn)減振器的基本參數(shù)確定 20
5.4 減振彈簧參數(shù)設(shè)計計算 21
5.5 本章小結(jié) 22
第6章 離合器蓋總成及分離軸承總成設(shè)計 23
6.1 離合器蓋總成組成 23
6.2 離合器蓋設(shè)計 23
6.2.1 離合器蓋設(shè)計要求 23
6.2.2 離合器蓋的材料 23
6.3 離合器壓盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 23
6.3.1 離合器壓盤結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求 23
6.3.2 離合器壓盤參數(shù)設(shè)計計算 24
6.4 傳動片材料選擇與參數(shù)設(shè)計計算 24
6.5 分離軸承總成組成 24
6.6 分離軸承參數(shù)設(shè)計計算 25
6.7 本章小結(jié) 25
第7章 離合器膜片彈簧的設(shè)計 26
7.1 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點 26
7.2 膜片彈簧的彈性特征 26
7.3 膜片彈簧的設(shè)計及計算 28
7.3.1 H/h比值和h的選擇 29
7.3.2 R/r比值和R、r的選擇 29
7.3.3 的選擇 29
7.3.4 分離指數(shù)目的選擇 29
7.3.5 膜片彈簧小端半徑及分離軸承作用半徑的選擇 29
7.3.6 切槽寬度、及半徑的確定 29
7.3.7 壓盤加載點半徑和支撐環(huán)加載點半徑的確定 29
7.4 膜片彈簧的參數(shù)計算 30
7.5 膜片彈簧工作點位置的選擇 31
7.6 膜片彈簧的強(qiáng)度校核 31
7.7 膜片彈簧材料及制造工藝 33
7.8 本章小結(jié) 34
結(jié)論 35
參考文獻(xiàn) 36
致謝 37
附錄 38
附錄A Clutch Performance Analysis 38
附錄 B 離合器的性能分析 40
42
第1章 緒 論
1.1 引言
汽車是重要的交通運(yùn)輸工具，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志，隨著現(xiàn)代生活的節(jié)奏越來越快，人們對交通工具的要求也越來越高。汽車作為最普通的交通工具，在日常的生活和工作中起了重要的作用。因此，汽車工業(yè)的規(guī)模及產(chǎn)品的質(zhì)量就成為衡量一個國家技術(shù)的重要標(biāo)志之一。
對于汽車來說，由于它要求具有自重輕、行駛速度高、加速性好、適于各種路面上甚至無路地區(qū)行駛及機(jī)動靈活等特點，長期以來，它的發(fā)動機(jī)都采用內(nèi)燃機(jī)。但是，由內(nèi)燃機(jī)的扭矩—轉(zhuǎn)速特性曲線可知，在其整個工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩變化小，最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速較高，不能適應(yīng)汽車可能遇到的各種行駛條件：如起步、爬坡、通過各種路面和無路地區(qū)等。因此，在汽車上需要有一套復(fù)雜的傳動系統(tǒng)，以使內(nèi)燃機(jī)能適應(yīng)汽車行駛的需要。現(xiàn)代汽車上常用的是機(jī)械傳動系統(tǒng)，它是由離合器及變速器、萬向節(jié)傳動軸、主減速器、差速器和驅(qū)動車輪的傳動裝置等部件組成。
在上述機(jī)械式傳動系統(tǒng)中，離合器作為一個獨立的部件而存在。它實際上是一種是一種依靠其主、從動件之間的摩擦來傳遞動力且能分離的機(jī)構(gòu)，它是汽車傳動系中直接與發(fā)動機(jī)相連接的總成。它主要包括主動部分、從動部分、壓緊機(jī)
構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等四部分組成。
1.2 選題目的、意義
2T載貨汽車在汽車行業(yè)中應(yīng)用較廣泛，而離合器是2T載貨汽車的一個重要部件，其設(shè)計的成功與否決定著車輛的動力性、平順性、經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計要求。設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的離合器，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以本題設(shè)計一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的2T載貨汽車離合器具有一定的實際意義。
1.3 離合器研究現(xiàn)狀
離合器是跟隨著變速箱一同誕生的, 它們的誕生最早可以追溯到1897年。那一年, 20歲的法國人路易· 雷諾把De Dion-Bouton機(jī)動三輪車改裝成了一輛小型四輪汽車, 并在車上安裝了一臺他發(fā)明的直接傳動裝置—變速箱, 而這就是汽車史上第一臺變速箱和離合器。
現(xiàn)代汽車工業(yè)具有世界性，是開發(fā)型的綜合工業(yè)，競爭也越來越激烈。我國自1953年創(chuàng)建第一汽車制造廠至今，已有130多家汽車制造廠，700多家汽車改裝廠。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，對汽車的使用功能不斷提出新的要求。
現(xiàn)代汽車上最常用的是機(jī)械式傳動系統(tǒng)，它是由發(fā)動機(jī)以及離合器、變速器、萬向節(jié)傳動軸、主減速器、差速器和驅(qū)動車輪的傳動裝置（如半軸）等部件組成。其中離合器是作為一個獨立的部件而存在的。離合器是一種分離，接合裝置，它在傳動系統(tǒng)中起著傳扭、分離傳動、減振和過載保護(hù)多重功用，其品質(zhì)攸關(guān)汽車的性能，對于使用工況復(fù)雜、超載嚴(yán)重的中國汽車更是如此。
在采用離合器的傳動系統(tǒng)中，早期離合器的結(jié)果形式是錐形摩擦離合器。雖然其傳遞扭矩的能力，比相同直徑的其他結(jié)構(gòu)形式的摩擦離合器要大。但是，其最大的缺點是從動部分的轉(zhuǎn)動慣量太大，引起變速器換擋困難。而且這種離合器在接合時也不夠柔和，容易卡住。
其后，在油中工作的所謂濕式的多片離合器逐漸取代了錐形摩擦離合器。但是多片濕式摩擦離合器的片與片之間容易被油粘?。ㄓ绕涫窃诶涮煊鸵鹤儩鈺r更容易發(fā)生），導(dǎo)致分離不徹底，造成換擋困難。所以它又被干式所取代。多片干式摩擦離合器的主要優(yōu)點是接合平順柔和，保證了汽車的平穩(wěn)起步。但因片數(shù)較多，從動部分的轉(zhuǎn)動慣量較大，還是感到換擋不夠容易。同時中間壓盤的通風(fēng)散熱不良，易引起過熱，加快了摩擦片的磨損甚至燒傷和破裂。如果調(diào)整不當(dāng)還可能引起離合器分離不徹底。
多年的實踐經(jīng)驗使人們逐漸趨向于采用單片干式摩擦離合器。它具有從動部分轉(zhuǎn)動慣量小，散熱性好，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，尺寸緊湊，分離徹底等優(yōu)點。而且只要在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，也能使其接合平順。因此，它得到了極為廣泛的應(yīng)用。
如今，單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面也相當(dāng)完善：采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器的接合平順性；離合器中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的共振，減少了噪音；以及采用了摩擦較小的分離桿機(jī)構(gòu)等。另外，采用了膜片彈簧作為壓簧，可同時兼起到分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡化，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。膜片彈簧和壓盤的環(huán)行接觸，可保證壓盤上的壓力均勻。由于膜片彈簧本身的特性，當(dāng)摩擦片磨損時，彈簧的壓力幾乎沒有改變，且可減輕分離離合器時所需要的踏板力。另外，近年來由于多片濕式離合器在技術(shù)上的不段改善，在國外的某些重型牽引汽車和自卸車上又開始采用多片濕式離合器，并有不斷增加的傾向。與干式離合器相比，由于用油泵進(jìn)行強(qiáng)制制冷的結(jié)果，摩擦表面的溫度較低（不超過 93℃）。因此，允許起步時長時間地打滑或用高檔起步而不致燒損摩擦片，具有良好的起步能力。
為了實現(xiàn)離合器的自動操縱，又有自動離合器。采用自動離合器時可以省去離合器踏板，實現(xiàn)汽車的“雙踏板”操縱。與其他自動傳動系統(tǒng)（如液力傳動）相比，它具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉及傳動效率高的優(yōu)點。因此，在歐洲小排量汽車上曾得到廣泛的應(yīng)用。但是在現(xiàn)有自動離合器的各種結(jié)構(gòu)中，離合器的摩擦力矩的力矩調(diào)節(jié)特性還不夠理想，使用性能不盡完善。例如，汽車以高檔低速上坡時，離合器往往容易打滑。因此必須提前換如低檔以防止摩擦片的早期磨損以至燒壞。這些都需要進(jìn)一步改善。
隨著汽車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和功率的不斷提高、汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對離合器的要求越來越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)果正逐步地向拉式結(jié)果發(fā)展，傳統(tǒng)的操作形式正向自動操作形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和使用壽命，適應(yīng)高轉(zhuǎn)速，增加傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡化操作，已成為離合器的發(fā)展趨勢。
現(xiàn)代各類汽車上應(yīng)用最廣泛的離合器是干式盤形摩擦離合器。從從動盤數(shù)的選擇可分為：單片離合器、雙片離合器和多片離合器。對于乘用車和總質(zhì)量小于6t的商用車，發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩一般不大，在布置條件允許下，離合器通常只設(shè)有一片從動盤。
從壓緊彈簧和布置形式的選擇可分為：周置彈簧離合器、中央彈簧離合器、斜置彈簧離合器和膜片彈簧離合器。
壓盤的驅(qū)動方式主要有凸塊——窗孔式、傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動片式等。彈性傳動片式是近年來廣泛采用的驅(qū)動方式，沿圓周切向布置的三四組薄彈簧鋼帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接。
1.4 離合器概述
對于以內(nèi)燃機(jī)為動力的汽車，離合器在機(jī)械傳動系中是作為一個獨立的總成而存在，它是汽車傳動系中直接與發(fā)動機(jī)相連接的總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主、從動部分之間的摩擦來傳遞動力且能分離的裝置。它主要包括主動部分、從動部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等四部分組成。
1.4.1 離合器主要功能
離合器是汽車傳動系中直接與發(fā)動機(jī)相連接的部件，用來分離或給發(fā)動機(jī)與變速器之間的動力傳遞。其基本功用有三：
第一：在汽車起步時，通過離合器主動部分（和發(fā)動機(jī)曲軸相連）和從動部分（與變速器第一軸相接）之間的滑磨、轉(zhuǎn)速的逐漸接近，使旋轉(zhuǎn)著的發(fā)動機(jī)和原來靜止的傳動系平穩(wěn)地聯(lián)接起來，以保證汽車平穩(wěn)起步。
第二：當(dāng)變速器換檔時，通過離合器主從動部分的迅速分離來切斷動力傳遞，以減輕換檔時齒輪間的沖擊，便于換檔。
第三：當(dāng)傳給離合器的扭矩超過其所能傳遞的最大力矩（即離合器的最大摩擦力矩）時，其主從動部分將產(chǎn)生相對滑磨。這樣離合器就起著保護(hù)傳動系防止其過載的作。
由于離合器上述三方面的功用，使離合器在汽車結(jié)構(gòu)上有著舉足輕重的地位。然而早期的離合器結(jié)構(gòu)尺寸大，從動部分轉(zhuǎn)動慣量大，引起變速器換檔困難，而且這種離合器在結(jié)合時也不夠柔和，容易卡住，散熱性差，操縱也不方便，平衡性能也欠佳。因此為了克服上述困難，可以選擇膜片彈簧離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大且較穩(wěn)定，操縱輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對于它的研究已經(jīng)變得越來越重要。本設(shè)計就是設(shè)計傳動裝置中的離合器在設(shè)計中對各種離合器類型進(jìn)行分析，探討，最后設(shè)計出使用于載重量為2T的輕型汽車車用離合器。
1.4.2 離合器應(yīng)滿足基本要求
1）在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備，又能防止傳動系過載
2）結(jié)合時要完全、平順、柔和，保證汽車起步時沒有抖動和沖擊
3）分離是要迅速、徹底
4）從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋時變速器齒輪件的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損
5）應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長其使用壽命
6）應(yīng)能避免和衰減傳動系的扭轉(zhuǎn)振動，并具有吸收震動、緩和沖擊和降低噪聲的能力
7）操縱輕便、準(zhǔn)確、以減輕駕駛員的疲勞
8）作用在從動盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作過程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能
9）具有足夠的強(qiáng)度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、使用壽命長
10）結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等
1.5 膜片彈簧離合器優(yōu)點
1）膜片彈簧具有較理想的非線性彈性特性，彈簧壓力在摩擦片的允許范圍內(nèi)基本保持不變，因為離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；相對圓柱螺旋彈簧，其壓力大大下降，離合器分離時，彈簧壓力有所下降，從而降低了踏板力。對于圓柱螺旋彈簧，其壓力則大大增加
2）膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小
3）高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱螺旋彈簧壓緊力則明顯下降
4）膜片彈簧以整個圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻
5）易于實現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長
6）膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好
1.6 拉式膜片彈簧離合器優(yōu)點
與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點：取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更??；拉式膜片彈簧是中部與壓盤相壓，在同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)；在接合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高；拉式的杠桿比大于推式的杠桿比，且中間支承少，減少了摩擦損失，傳動效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約；無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構(gòu)的膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會形成間隙而增大踏板自由行程，不會產(chǎn)生沖擊和噪聲；使用壽命更長。
1.7 本設(shè)計基本內(nèi)容
本次設(shè)計任務(wù)是為了設(shè)計出一款適合2T載貨汽車使用的離合器，經(jīng)過比對各種離合器優(yōu)缺點，本設(shè)計選擇單片膜片彈簧離合器。
本次設(shè)計主要研究內(nèi)容：以沈陽金杯汽車制造的金麒SY1041DBS6汽車各項基本參數(shù)為基礎(chǔ)完成本次設(shè)計。
第2章 離合器結(jié)構(gòu)方案選擇
2.1汽車基本參數(shù)及設(shè)計要求
2.1.1選定車型基本參數(shù)
表2.1沈陽金杯金麒SY1041DBS6車型基本參數(shù)
汽車的驅(qū)動形式
4×2
汽車最大載質(zhì)量
1990 kg
汽車的質(zhì)量
4350 kg
發(fā)動機(jī)位置
前置
發(fā)動機(jī)最大功率
60KW
發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)速
3200 r/min
發(fā)動機(jī)最大扭矩
206N.m
最大扭矩轉(zhuǎn)速
2000~2200 r/min
離合器形式
機(jī)械、干式、單片、膜片彈簧（拉式）
摩擦片最大外徑
D=250mm
i0=5.58 ig1=5.592 ig2=2.814 ig3=1.660 ig4 =1 ig5=0.794 igr=5.334
輪胎型號
6.50-16
2.1.2 離合器設(shè)計基本要求
在設(shè)計離合器時，應(yīng)根據(jù)車型的類別，使用要求制造條件以及“三化”（系列化，通用化，標(biāo)準(zhǔn)化）要求等，合理選擇離合器的結(jié)構(gòu)。
在離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須綜合考慮以下幾點：
1、保證離合器結(jié)合平順和分離徹底。
2、離合器從動部分和主動部分各自的連接形式和支承。
3、離合器軸的軸向定位和軸承潤滑
4、運(yùn)動零件的限位
5、離合器的調(diào)整。
2.2 離合器結(jié)構(gòu)方案選擇
2.2.1 從動盤數(shù)的選擇
根據(jù)已知條件知道2T輕型載貨汽車可選取單片干式膜片彈簧摩擦離合器，因為對于乘用車和最大總質(zhì)量小于6T的商用車而言，發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩一般不大，在布置尺寸容許條件下，離合器通常只設(shè)有一片從動盤。單片離合器結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動部分轉(zhuǎn)動慣量小，在使用時能保證分離徹底，采用軸向有彈性的從動盤可保證接合平順。而且在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩不大于1000N.m的大型客車和重型貨車上也有所推廣。
本設(shè)計以沈陽金杯汽車制造的金騏SY1041DBS6車型參數(shù)為設(shè)計基礎(chǔ)，選定汽車發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩為206。因此該離合器選取單片干式膜片彈簧離合器。
2.2.2 壓緊彈簧和布置形式的選擇
離合器的壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等?？刹捎醚貓A周布置、中央布置、和斜置等布置形式。
其中膜片彈簧離合器作為壓緊彈簧的膜片彈簧，是由彈簧鋼沖壓成的，具有“無底碟子”形狀的截錐形薄壁膜片，且自其小端在錐面上開有許多徑向切槽，以形成彈性杠桿，而其余未切槽的大端截錐部分則起彈簧作用。膜片彈簧的兩側(cè)有支承圈，而后者借助于固定在離合器蓋上的一些（為徑向切槽數(shù)目的一半）鉚釘來安裝定位。當(dāng)離合器蓋用螺栓固定到飛輪上時，由于離合器蓋靠向飛輪，后支承圈則壓膜片彈簧使其產(chǎn)生彈性變形，錐頂角變大，甚至膜片彈簧幾乎變平（參看圖2.1）。同時在膜片彈簧的大端對壓盤產(chǎn)生壓緊力使離合器處于結(jié)合狀態(tài)。當(dāng)離合器分離時，分離軸承前移膜片彈簧壓前支承圈并以其作為支點發(fā)生反錐形的轉(zhuǎn)變，使膜片彈簧大端后移，并通過分離鉤拉動壓盤移到膜后移使離合器分離。膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點：1）膜片彈簧具有較理想的非線性彈性特性，彈簧壓力在摩擦片的允許范圍內(nèi)基本保持不變，因為離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；相對圓柱螺旋彈簧，其壓力大大下降，離合器分離時，彈簧壓力有所下降，從而降低了踏板力。對于圓柱螺旋彈簧，其壓力則大大增加。2）膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小。3）高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱螺旋彈簧壓緊力則明顯下降。4）膜片彈簧以整個圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻。5）易于實現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長。6）膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。
由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點，并且制造膜片彈簧離合器的工藝水平在不斷提高，因此這種離合器在轎車及微型、輕型客車上得到廣泛運(yùn)用，而且正大力擴(kuò)展到載貨汽車和重型汽車上，國外已經(jīng)設(shè)計出了傳遞轉(zhuǎn)矩為80~~2000N.m、最大摩擦片外徑達(dá)420的膜片彈簧離合器系列，廣泛用于轎車、客車、輕型和中型貨車上。甚至某些總質(zhì)量達(dá)28~32t的重型汽車也有采用膜片彈簧離合器的，但膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧要高。膜片彈簧離合器的操縱曾經(jīng)都采用壓式機(jī)構(gòu)，即離合器分離時膜片彈簧彈性杠壓桿內(nèi)端的分離指處是承受壓力。當(dāng)前膜片彈簧離合器的操縱機(jī)構(gòu)已經(jīng)為拉式操縱機(jī)構(gòu)所取代。后者的膜片彈簧為反裝，并將支承圈片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡化，零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。而在壓式結(jié)構(gòu)中支承圈的磨損會形成間隙而增大踏板的自由行程。
綜合各種離合器優(yōu)缺點，所以選擇具有零件數(shù)目少，重量輕，非線性特性好，操縱輕便等優(yōu)點的膜片彈簧離合器，對比兩種安裝方式選擇優(yōu)點更多，且應(yīng)用日趨廣泛的拉式膜片彈簧離合器。
圖2.1 膜片彈簧離合器的工作原理圖
（a）自由狀態(tài)； （b）壓緊狀態(tài)； （c）分離狀態(tài)
圖2.2 膜片彈簧支承形式
(a) 一般壓式操縱 (b) 拉式操縱
2.2.3 壓盤的驅(qū)動方式
壓盤的驅(qū)動方式主要有凸塊—窗孔式、傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動片式等多種。前三種的共同缺點是在連接件之間都有間隙，在傳動中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動效率。彈性傳動片式是近年來廣泛采用的驅(qū)動方式，沿圓周切向布置的三組或四組薄彈簧鋼帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)結(jié)，傳動片的彈性允許其作軸向移動。當(dāng)發(fā)動機(jī)驅(qū)動時，傳動片受拉，當(dāng)拖動發(fā)動機(jī)時，傳動片受壓。彈性傳動片驅(qū)動方式的結(jié)構(gòu)簡單，壓盤與飛輪對中性能好，使用平衡性好，工作可靠，壽命長。但反向承載能力差，汽車反拖時易折斷傳動片，故對材料要求較高，一般采用高碳鋼。
經(jīng)過比對各種驅(qū)動方式優(yōu)缺點本設(shè)計選用彈性傳動片式。
2.2.4 分離軸承總成選擇
分離軸承總成由分離軸承、分離套筒等組成。分離軸承在工作中主要承受軸向分離力，同時還承受在高速旋轉(zhuǎn)時離心力作用下的徑向力。以前主要采用推力球軸承或向心球軸承，但其潤滑條件差，磨損嚴(yán)重、噪聲大、可靠性差、使用壽命低。目前國外已采用角接觸推力球軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鋰基潤滑脂，其端部形狀與分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平面時采用球形端面，舌尖部為弧形面時采用平端面或凹弧形斷面。
軸承外圈與分離套筒外凸緣和外罩殼之間以及內(nèi)圈與分離套筒內(nèi)凸緣之間都留有徑向間隙，這些間隙保證了分離軸承相對于分離套筒可徑向移動1mm左右。在外圈與套筒的斷面之間裝有波形彈簧，用以將外圈緊緊頂在分離套筒土元的斷面上，使軸承在不工作時不會發(fā)生晃動。當(dāng)膜片彈簧旋轉(zhuǎn)軸線與軸承不同心時，分離軸承便會自動鏡像浮動到期同心的位置，以保證分離軸承能均勻壓緊各分離指舌尖部。這樣可減小振動和噪聲，減小分離指與分離軸承斷面的磨損，是軸承不會出現(xiàn)過熱而造成潤滑脂的流失分解，延長軸承壽命。另外，分離軸承由傳統(tǒng)的外圈轉(zhuǎn)動改為內(nèi)圈轉(zhuǎn)動、外圈固定不轉(zhuǎn)，有內(nèi)圈來推動分離指的結(jié)構(gòu)，適適當(dāng)?shù)脑龃罅四て瑥椈傻母軛U比，且由于內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，在離心力的作用下。潤滑脂在內(nèi)、外圈間的循環(huán)得到改善，提高了軸承的使用壽命。
經(jīng)比對以及經(jīng)驗選取拉式自動調(diào)心式分離軸承裝置，所選軸承為7010C。
2.2.5 離合器的通風(fēng)散熱
提高離合器工作性能的有效措施是借助于其通風(fēng)散熱系統(tǒng)降低其摩擦表面的溫度。試驗表明：在正常使用條件下，摩擦片的磨損隨壓盤溫度的升高而增大，離合器的壓盤工作表面的溫度一般均在180℃以下，當(dāng)壓盤工作表面的溫度超過180℃～200℃時，摩擦片的磨損速度將急劇升高。在特別嚴(yán)酷的使用條件下，該溫度有可能達(dá)到1000℃。在高溫下壓盤會翹曲變形甚至產(chǎn)生裂紋和碎裂；由石棉摩擦材料制成的摩擦片也會燒裂和破壞。為防止摩擦表面的溫度過高，除壓盤應(yīng)具有足夠的質(zhì)量以保證有足夠的熱容量外，還應(yīng)使其散熱通風(fēng)良好。為此，可在壓盤上設(shè)置散熱筋或鼓風(fēng)筋；在雙片離合器中間壓盤體內(nèi)鑄出足夠多的導(dǎo)風(fēng)槽，這種結(jié)構(gòu)措施在單片離合器壓盤上也開始應(yīng)用；將離合器蓋和壓盤設(shè)計成帶有鼓風(fēng)葉片的結(jié)構(gòu)；在保證有足夠剛度的前提下在離合器蓋上開出較多或較大的通風(fēng)口，以加強(qiáng)離合器表面的通風(fēng)散熱和清除摩擦產(chǎn)生的材料粉末，在離合器殼上設(shè)置離合器冷卻氣流的入口和出口等所謂通風(fēng)窗，在離合器殼內(nèi)裝設(shè)冷卻氣流的導(dǎo)罩，以實現(xiàn)對摩擦表面有較強(qiáng)定向氣流通過的通風(fēng)散熱等。為防止壓盤 的受熱翹曲變形，壓盤應(yīng)有足夠大的剛度。不過膜片彈簧離合器本身構(gòu)造能良好實現(xiàn)通風(fēng)散熱效果，故不需作另外設(shè)置。
2.3 本章小結(jié)
本章系統(tǒng)的介紹系統(tǒng)介紹了膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理，通過確定所選沈陽金杯汽車制造的金騏SY1041DBS6車型參數(shù)為設(shè)計基礎(chǔ)進(jìn)行總體方案的選擇設(shè)計。為下面各部件的參數(shù)選擇與計算打下基礎(chǔ)。
第3章 離合器摩擦片基本參數(shù)的確定
3.1 摩擦片尺寸及其他參數(shù)選擇
摩擦離合器是靠存在于主、從動部分摩擦表面間的摩擦力矩來傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩的。離合器的靜摩擦力矩為
（3.1）
式中：Tc—離合器靜摩擦力矩；β—后備系數(shù)；f—摩擦因數(shù)；Z：摩擦面數(shù)；po—單位壓力；D—摩擦片外徑；C—內(nèi)外徑之比。
通過這個關(guān)系式可判斷所設(shè)計離合器是否合適。
摩擦片外徑是離合器的重要參數(shù)，它對離合器的輪廓尺寸、質(zhì)量和使用壽命都有決定性的影響。當(dāng)離合器結(jié)構(gòu)形式及摩擦片材料已選定，發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩已知適當(dāng)選取后備系數(shù)β 和單位壓力po，可估算出摩擦片外徑，即
（3.2）
同樣也可以根據(jù)發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m）按如下經(jīng)驗公式選用
（3.3）
式中： D——摩擦片外徑，㎜
T——發(fā)動機(jī)最大扭矩，N.m
A——和車型及使用條件有關(guān)的常數(shù)
設(shè)計原始數(shù)據(jù)：T =206N.m
2噸輕型載貨汽車：單片摩擦離合器 A=36
由公式（3.1）代入相關(guān)數(shù)據(jù)，則得： D=239㎜
根據(jù)離合器摩擦片的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化原則，根據(jù)下表3.1 “離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)”（即GB1457—74）
表3.1 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)
外徑D/㎜
160
180
200
225
250
280
300
325
350
380
405
430
內(nèi)徑d/㎜
110
125
140
150
155
165
175
190
195
205
220
230
厚度/㎜
3.2
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
4
4
4
4
=d/D
0.687
0.694
0.700
0.667
0.589
0.583
0.585
0.557
0.540
0.543
0.535
0.532
1－
0.676
0.667
0.657
0.703
0.762
0.796
0.802
0.800
0.827
0.843
0.840
0.847
單位面積/
106
132
160
221
302
402
466
546
678
729
908
1037
可?。耗Σ疗嘘P(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸：
外徑D=250㎜；內(nèi)徑d=155㎜；厚度h=3.5㎜；內(nèi)徑與外徑比值C′=0.62
3.2 離合器后備系數(shù)的選擇
后備系數(shù)是離合器設(shè)計中的一個重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇時，應(yīng)考慮摩擦片在使用中磨損后離合器仍能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑膜時間過長、防止傳動系過載以及操縱輕便等因素。顯然，為可靠傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨時間過長，不宜選的太?。粸槭请x合器尺寸不致過大，減少傳動系過載，保證操縱輕便，不宜選的太大；當(dāng)發(fā)動機(jī)后備功率較大、使用條件較好時，可選的小一些；當(dāng)使用條件惡劣、需要拖帶掛車時，為提高起步能力，減少離合器滑磨，可選的大一些；汽車總質(zhì)量大，也應(yīng)選得越大。
在選擇β時，應(yīng)保證離合器應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、要防止離合器滑磨過大、要能防止傳動系過載。其數(shù)值按表3.2選取，而設(shè)計本車的離合器其β要求比較的大，初步選擇為1.3。
表3.2 離合器后備系數(shù)β的取值范圍
車 型
后備系數(shù)
乘用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車
1.20～1.75
最大總質(zhì)量為6～14t的商用車
1.50～2.25
掛車
1.80～4.00
3.3 單位壓力P的確定
單位壓力P決定了摩擦表面的耐磨性，對離合器工作性能和使用壽命有很大影響，選取時應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動機(jī)后備功率大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。對于離合器使用頻繁、發(fā)動機(jī)后備系數(shù)小、載質(zhì)量大或經(jīng)常在壞路面上行駛的汽車，P應(yīng)取小些；當(dāng)摩擦片外徑較大時，為了降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷，P應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時，可適當(dāng)增大P。
當(dāng)摩擦片采用不同材料時，P取值范圍見表3.3
表3.3 摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍
摩擦材料
摩擦因數(shù)
石棉基材料
模壓
0.20～0.25
編織
0.25～0.35
粉末冶金材料
銅基
0.25～0.35
鐵基
0.30～0.50
金屬陶瓷材料
0.4
由之前初步確定的摩擦片尺寸參數(shù)：D=250mm d=155mm 內(nèi)外徑比值C′=0.62
又初選的后備系數(shù)=1.3.通過公式（3.4）可以校核單位壓力P
（3.4）
式中：Z單片摩擦片取2
對于用有機(jī)材料摩擦片，=0.3
擱各數(shù)據(jù)代入求解的： P=0.15MPa
由此可知：摩擦面上的單位壓力P沒有超出允許范圍.因此上述各基本結(jié)構(gòu)參數(shù)合適。
3.4 摩擦片材料選取
離合器摩擦片所用的材料主要有石棉基摩擦材料、粉末冶金摩擦材料和金屬陶瓷摩擦材料。石棉基摩擦材料具有摩擦因數(shù)較高、密度較小、制造容易、價格低廉等優(yōu)點。但它性能不夠穩(wěn)定，摩擦因數(shù)受工作溫度、單位壓力、滑磨速度的影響大，故目前主要應(yīng)用于中、輕載荷下工作。目前正在研制具有傳熱性好、強(qiáng)度高、耐高溫、耐磨和較高摩擦系數(shù)（可達(dá)0.5左右）的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。
本設(shè)計選用石棉基摩擦材料
3.5 摩擦片基本參數(shù)優(yōu)化
1） 摩擦片外徑D的選取應(yīng)使最大圓周速度不超過 即
=
2） 摩擦片內(nèi)、外徑比C應(yīng)在0.530.70范圍內(nèi)，即
0.530.70
3） 為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動系過載，不同車型的值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為1.24.0，即
1.24.0 故符合
4） 為了保證扭轉(zhuǎn)減震器的安裝，摩擦片內(nèi)經(jīng)d必須大于減震器彈簧位置直徑約50mm，即
5） 為降低離合器滑磨時熱負(fù)荷防止摩擦片損傷，對于不同車型，單位壓力根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取，的最大范圍為，即
故符合
6） 為減少汽車在起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒傷，離合器每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值，即
（3.5）
式中，w為單位面積滑磨功（）；為其許用值（），對于最大總質(zhì)量小于6.0t的商用車：，W為汽車起步時離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功（J），可根據(jù)下式計算
（3.6）
式中，為汽車總質(zhì)量（kg）；為輪胎滾動半徑（m）；為汽車起步時所用變速器檔位的傳動比；為主減速器傳動比；為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min），計算時商用車取1500r/min。其中，=4350kg，=0.357m，=5.59，=5.58代入式（3.6）可得W=7022.68J，w=0.116，故符合。
3.6 本章小結(jié)
通過本章設(shè)計計算確定摩擦片基本參數(shù)：確定了摩擦片數(shù)目、靜摩擦力矩、單位壓力P0及摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b的值及材料的確定。
第4章 離合器從動盤設(shè)計
4.1 從動盤總成組成、功能及設(shè)計要求
從動盤總成主要有從動盤轂、摩擦片、從動片、扭轉(zhuǎn)減震器等組成。在現(xiàn)代汽車上一般都采用帶有扭轉(zhuǎn)減振的從動盤,用以避免汽車傳動系統(tǒng)的共振,緩和沖擊,減少噪聲,提高傳動系統(tǒng)零件的壽命,改善汽車行使的舒適性,并使汽車平穩(wěn)起步。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動時，從動片及減振盤相對從動盤轂發(fā)生來回轉(zhuǎn)動，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會很快被減振摩擦片的摩擦所吸收。
從動盤對離合器工作性能影響很大，設(shè)計時應(yīng)滿足如下要求：
1） 從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡可能小，以減小變速器換擋時齒輪間的沖擊。
2） 從動盤應(yīng)具有軸向彈性，使離合器接合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻，以減小磨損。
3） 應(yīng)安裝扭轉(zhuǎn)減震器，以避免傳動系共振，并緩和沖擊。
4.2 從動盤轂的設(shè)計
從動盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受由發(fā)動機(jī)傳來的全部轉(zhuǎn)矩。它一般采用齒側(cè)對中的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上，花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑D和發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩由表4.1選取。
表4.1 從動盤轂花鍵的尺寸
摩擦片的外徑D/mm
發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩
花鍵尺寸
擠壓應(yīng)力
齒數(shù)n
外徑
內(nèi)徑
齒厚
有效齒長
160
49
10
23
18
3
20
9.8
180
69
10
26
21
3
20
11.6
200
108
10
29
23
4
25
11.1
225
147
10
32
26
4
30
11.3
250
196
10
35
28
4
35
10.2
280
275
10
35
32
4
40
12.5
300
304
10
40
32
5
40
10.5
325
373
10
40
32
5
45
11.4
350
471
10
40
32
5
50
13.0
選花鍵尺寸如下齒數(shù)n=10；外徑mm；內(nèi)徑=28mm；齒厚=4mm；有效齒長l=35mm
花鍵尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠壓過大而破壞，所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計算，當(dāng)應(yīng)力偏大時可適當(dāng)增加花鍵轂的軸向長度。且從動盤轂軸向長度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動時產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一般取倍的花鍵軸直徑。從動盤轂一般采用鍛鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，表面和心部硬度一般在。其擠壓應(yīng)力不應(yīng)大于30MPa。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工藝；對減振彈簧窗口及與從動片配合處，應(yīng)進(jìn)行高頻處理。
花鍵的擠壓應(yīng)力sj：
(4.1)
式中：P—花鍵的齒側(cè)面壓力，N。它有下式確定
(4.2)
式中：Temax—發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；—花鍵轂的外徑；—花鍵轂的內(nèi)徑；n—花鍵轂的齒數(shù)；l—花鍵轂的有效長度；h—花鍵齒工作高度；h=；Z—從動盤轂的數(shù)目。
代入數(shù)值得P=13078.4N;10.68MP
本設(shè)計從動盤轂采用鍛鋼（40Cr），并采用調(diào)質(zhì)處理。
4.3 從動片和波形片的設(shè)計
從動片要求質(zhì)量輕，具有軸向彈性，硬度和平面度要求高。材料通常用中碳鋼板（50號）。為了減小轉(zhuǎn)動慣量，從動片做的比較薄，一般在1.3mm—2.5mm。根據(jù)設(shè)計的需要采用從動片的厚度為2mm，材料為中碳鋼板（50號），表面硬度為35～40HRC。
波形片材料采用65Mn，厚度為0.7mm，硬度為40～46HRC，并經(jīng)過表面發(fā)藍(lán)處理。
4.4 摩擦片與從動片連接方式
摩擦片與從動片的連接方式有鉚接和粘接兩種。鉚接方式連接可靠，更換摩擦片方便，適宜在從動片上安裝波形片，但其摩擦面積利用率小，使用壽命短。粘接方式可增大實際摩擦面積，摩擦片厚度利用率高，具有較高的抗離心力和切向力的能力；但更換摩擦片困難，且使從動片難以安裝波形片，無軸向彈性，可靠性低。
本設(shè)計所選連接摩擦片與從動片的方式為采用較軟的黃銅鉚釘直接鉚接，采用這種方法后，當(dāng)在高溫條件下工作時，黃銅鉚接有較高的強(qiáng)度，同時，當(dāng)釘頭直接與主動盤表面接觸時，黃銅鉚釘不致像鋁鉚釘那樣會加劇主動盤工作表面的局部磨損，磨損后的生成物附在工作表面上對摩擦系數(shù)的影響也較小。這種鉚接法還有固緊可靠和磨損后換裝摩擦片方便等優(yōu)點
4.5 本章小結(jié)
從動盤總成是一個離合器的一個重要部件，對離合器工作性能影響很大。通過本章介紹了解從動盤總成的組成，經(jīng)過設(shè)計計算確定了從動片、從動盤轂的基本尺寸，以及從動盤、從動盤轂的材料，確定了摩擦片與從動盤的連接方式。
第5章 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計
5.1 扭轉(zhuǎn)減振器的組成和功能
扭轉(zhuǎn)減振器主要由彈性元件元件等組成。彈性元件的主要作用是降低傳動系的首端扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階（通常是三階）固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避開由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振動能量。因此，扭轉(zhuǎn)減振器具有如下功能：
（1）降低發(fā)動機(jī)曲軸與傳動系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動系扭振固有頻率。
（2）增加傳動系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應(yīng)振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài)頻率。
（3）控制動力傳動系統(tǒng)總成怠速時離合器與變速器軸系的扭振，消減變速器怠速噪聲和主減速器與變速器的扭轉(zhuǎn)及噪聲。
（4）緩和非穩(wěn)定工況下傳動系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷，改善離合器的接合平順性。
帶扭轉(zhuǎn)減振器的的從動盤結(jié)構(gòu)簡圖如下圖5.1所示彈簧摩擦式:
圖5.1 帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤總成結(jié)構(gòu)示意圖
1—從動盤；2—減振彈簧；3—碟形彈簧墊圈；4—緊固螺釘；5—從動盤轂；6—減振摩擦片；7—減振盤；8—限位銷
5.2 扭轉(zhuǎn)減振器的扭轉(zhuǎn)特性
扭轉(zhuǎn)減振器具有線性和非線性兩種特性。單級線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性：其彈性元件一般采用圓柱螺旋彈簧，廣泛應(yīng)用于汽油機(jī)汽車中。當(dāng)發(fā)動機(jī)為柴油機(jī)時由于怠速時發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)不均勻度較大，常引起變速器常嚙合齒輪間的敲擊，從而產(chǎn)生令人厭煩的變速器怠速噪聲。在扭轉(zhuǎn)減振器中，另設(shè)置一組剛度較小的彈簧，使其在發(fā)動機(jī)怠速工況下起作用，以消除變速器怠速噪聲。此時可得到兩級非線性特性，第一級的剛度很小，稱為怠速級；第二級的剛度較大。在柴油機(jī)汽車中，目前廣泛采用具有怠速級的兩級或三級非線性扭轉(zhuǎn)減振器。減振器結(jié)構(gòu)尺寸簡圖如圖5.2所示：
圖5.2 減振器尺寸簡圖
5.3 扭轉(zhuǎn)減振器的基本參數(shù)確定
扭轉(zhuǎn)減振器的極限轉(zhuǎn)矩
扭轉(zhuǎn)角剛度 =3090N.m/rad
阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 N.m
預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 N.m
減震彈簧安裝半徑 應(yīng)盡可能取大些同時應(yīng)滿足
mm
減震彈簧個數(shù) 取6
參照表5.1選取
表5.1 減振彈簧個數(shù)的選取
摩擦片的外徑D/mm
225～250
250～325
325～350
〉350
Z
4～6
6～8
8～10
〉10
減震彈簧總壓力 N
單個彈簧工作壓力F N
極限轉(zhuǎn)角
式中為減振彈簧的工作變形量，取這里取，則=3.57mm
彈簧剛度k 為最小工作壓力為則k=141N.mm/rad
5.4 減振彈簧參數(shù)設(shè)計計算
減振彈簧尺寸如下圖5.3
圖5.3 減振彈簧計算簡圖
彈簧中徑D:一般由結(jié)構(gòu)布置來決定,通常D=11～15mm左右,取D=11mm, 彈簧鋼絲直徑d: 通常d取3～4mm，所以取d=3mm
在選定T過后在結(jié)構(gòu)設(shè)計范圍內(nèi)選定轉(zhuǎn)角，一般在4°左右，極限可達(dá)12°在此選定4°現(xiàn)在大多數(shù)廠家傾向于采用單級，本設(shè)計也采用單級，根據(jù)經(jīng)驗可?。?
減振彈簧的有效圈數(shù)i：i=
式中，G為材料的剪切模量，對碳鋼可取G=8.0×10Mpa
代入相關(guān)數(shù)據(jù)
i=4.3
減振彈簧的總?cè)?shù)n,一般在6圈左右n=i+（1.5～2）=4.3+1.7=6
所以取n=6
減振彈簧的最小高度l: l=n(d+)≈1.1dn=1.1 ×3×6=19.8mm
減振彈簧總變形量： =F/k=7.14mm
減振彈簧自由高度l= l+=26.84mm
減振彈簧預(yù)變形量：==0.57mm
減振彈簧安裝工作高度l= l－=26.37mm
從動片相對從動盤轂的最大轉(zhuǎn)角:=2arcsin(／2R)
因為=-=6.57㎜,所以=7.36°
限位銷與從動盤轂缺口間隙=Rsin
式中R為限位銷的安裝尺寸，取R=53mm,所以=6.79mm,
限位銷直徑d′：d′按結(jié)構(gòu)布置選定，一般d′=9.5～12mm,所以取d′=10mm
5.5 本章小結(jié)
通過本章了解扭轉(zhuǎn)減振器的功能和構(gòu)成，完成對扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計，確定了扭轉(zhuǎn)減振器的極限轉(zhuǎn)矩、扭轉(zhuǎn)角剛度、阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩、預(yù)緊轉(zhuǎn)矩、減振彈簧安裝半徑、減振彈簧個數(shù)、以及有關(guān)減振彈簧的參數(shù)。
第6章 離合器蓋總成及分離軸承總成設(shè)計
6.1 離合器蓋總成組成
離合器蓋總成除了壓緊彈簧外，還有離合器蓋、壓盤、傳動片、分離杠桿裝置及支撐環(huán)等。
6.2 離合器蓋設(shè)計
6.2.1 離合器蓋設(shè)計要求
1）應(yīng)具有足夠的剛度，否則將影響離合器的工作特性，增大操縱時的分離行程，減小壓盤升程，嚴(yán)重時使摩擦面不能徹底分離。
2）離合器蓋應(yīng)和飛輪保持良好的對中，以免影響總成的平衡和正常的工作。
3）蓋的其膜片彈簧支承處應(yīng)具有高的尺寸精度。
4）為了便于通風(fēng)散熱，防止摩擦表面溫度過高，可在離合器蓋上開較大的通風(fēng)窗孔，或在離合器蓋上加設(shè)通風(fēng)扇片等。
6.2.2 離合器蓋的材料。
在本設(shè)計中,由于不知道發(fā)動機(jī)曲軸,飛輪等零件的尺寸,因而只有本設(shè)計計算出的壓盤以及該離合器的結(jié)構(gòu)特點和以往經(jīng)驗來確定。該零件的工作圖參見設(shè)計圖。
該離合器蓋外殼底蓋采用厚為4mm的10號鋼板材料沖壓而成,再在表面圖防銹漆。
6.3 離合器壓盤結(jié)構(gòu)設(shè)計
6.3.1 離合器壓盤結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求：
1） 壓盤應(yīng)具有較大的質(zhì)量，以增大熱容量，減小溫升，防止其產(chǎn)生裂紋和破碎，有時可設(shè)置各種形狀的散熱筋或鼓風(fēng)筋，以幫助散熱通風(fēng)。
2） 壓盤應(yīng)具有較大的剛度，使壓緊力在摩擦面上的壓力分布均勻并減小受熱后的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊及與離合器的分離徹底，厚度約為1525mm。
3） 與飛輪應(yīng)保持良好的對中，并要進(jìn)行靜平衡壓盤單件的平衡的精度應(yīng)不低于。
4） 壓盤高度（從承壓點到摩擦面的距離）公差要小。
6.3.2 離合器壓盤參數(shù)設(shè)計計算
初步確定本設(shè)計離合器的壓盤的厚度為15mm。在初步確定該離合器壓盤厚度以后，應(yīng)校核離合器接合一次時的溫升，其接合一次的溫升不得超過C。若溫升過高可以適當(dāng)增加壓盤的厚度。
根據(jù)下面公式（6.1）來進(jìn)行校核：
= (6.1)
式中：溫升，℃；W—滑磨功，J, W=,m=m=；—分配到壓盤上的滑磨功所占的百分比：單片離合器壓盤=0.50；c—壓盤的比熱容，對鑄鐵壓盤，c=481.4J/(㎏·C)；m—壓盤質(zhì)量，㎏；HT300密度為7.4kg/
根據(jù)公式（6.1）代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得；=1.34℃ 此數(shù)值=1.34℃＜C，故該厚度符合要求，
6.4 傳動片材料選擇與參數(shù)設(shè)計計算
傳動片的作用是在離合器接合時，離合器蓋通過它來驅(qū)動壓盤共同旋轉(zhuǎn)，分離時，又可利用它的彈性來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小。由于各種傳動片沿圓周均勻分布，它們的變形不會影響到壓盤的對中性和離合器的平衡性。
本設(shè)計傳力片選用由65Mn的彈簧鋼帶制成,根據(jù)前面所設(shè)計的壓盤,摩擦片及從動片的厚度,以及以往的設(shè)計經(jīng)驗初步定傳動片的設(shè)計參數(shù)如下：共設(shè)3組傳動片（i=3）,每組2片（n=2）,傳動片的幾何尺寸為：寬b=14mm，每片厚h=1㎜,傳力片上孔間的距離l=50mm,孔的直徑d=mm，傳力片切向布置，圓周半徑（也即是孔中心所在圓周半徑）R=145mm，傳動片的材料彈性模量E=2×10MP。
6.5 分離軸承總成組成
離合器的分離軸承總成由分離軸承和分離套筒等組成分離軸承在工作中主要承受軸向分離力，同時還承受在高速旋轉(zhuǎn)時離心力作用下的徑向力。在傳統(tǒng)離