長安SC1022BB23D微型客貨兩用車離合器及其操縱機構(gòu)設(shè)計含5張CAD圖
長安SC1022BB23D微型客貨兩用車離合器及其操縱機構(gòu)設(shè)計含5張CAD圖,長安,sc1022bb23d,微型,客貨兩用車,離合器,及其,操縱,機構(gòu),設(shè)計,cad
,微型客貨兩用車離合器 及其操縱機構(gòu)設(shè)計,匯報人：XXX 指導(dǎo)教師：XXX,XXXX XXX XXX,,,目錄,2,離合器的功能與結(jié)構(gòu),,4,小結(jié),,,,,,,設(shè)計的背景,離合器在汽車組成中一直占據(jù)著很重要的地位，離合器性能的優(yōu)良不僅決定著駕駛員駕駛汽車時的使用感，同時也影響著乘客的舒適度。目前離合器的設(shè)計與改良大多數(shù)針對的是乘用車，對于商用車，特別是微型客貨兩用車的離合器優(yōu)化設(shè)計還比較少，但是在小型個體商戶運輸貨物或者是家人出行時，微型客貨兩用車更加受到客戶青睞，所以針對該車型設(shè)計一款性能優(yōu)良的離合器，提高使用者的舒適度和滿意度，將會提高人們的生活品質(zhì)，對汽車行業(yè)也有一定的促進作用。,,,,,,離合器的功用,在考駕照時總是能聽見教練叮囑踩離合，那么離合器在汽車中到底起到了什么樣的作用？,首先來了解一下離合器處在汽車中的 位置，離合器位于汽車發(fā)動機與變速 箱之間，起傳遞發(fā)動機扭矩的作用。,離合器存在于汽車發(fā)動機與變速箱連接機構(gòu)。當(dāng)踩下離合器踏板時，離合器切斷從發(fā)動機傳輸來的扭矩，以保證變速箱變速的平穩(wěn)；松開離合器踏板時，變速箱與汽車發(fā)動機重新結(jié)合，動力由發(fā)動機經(jīng)由離合器進入變速箱，成功實現(xiàn)換擋等操作。離合器類就像是開關(guān)，起到連接或切斷動力傳遞作用，任何形式的汽車都有離合裝置，很多機床也帶有離合裝置，只是存在的形式有所不同。,在離合器接合與斷開的過程中行使了以下三個功能： 1.保證汽車平穩(wěn)起步； 2.保證換擋時工作平順; 3.防止傳動系過載。,,,離合器的結(jié)構(gòu),車用離合器主要由四大部分組成,離合器,,從動部分,,操縱機構(gòu),,壓緊機構(gòu),,主動部分,,主動部分：發(fā)動機的飛輪，離合器蓋，傳動片和壓盤 從動部分：從動盤本體，從動盤轂，摩擦襯片，減振阻尼器 壓緊機構(gòu)：壓緊彈簧，在這次設(shè)計中采用的是膜片彈簧 操縱機構(gòu)：離合器踏板，分離叉，分離杠桿和分離軸承,,,過渡頁,,,設(shè)計時參考的車型,,,設(shè)計的基本數(shù)據(jù),,,設(shè)計中的創(chuàng)新點,設(shè)計中采用膜片彈簧作為壓緊彈簧，相較于周置彈簧離合器，中央彈簧離合器，膜片彈簧既能作為壓緊彈簧，又能作為分離杠桿，可以很大程度地節(jié)省離合器的空間，同時膜片彈簧與壓盤在圓周方向上接觸，作用面積更大，操縱離合器時更省力。,膜片彈簧CAD,,,設(shè)計中的創(chuàng)新點,同時本設(shè)計中采用的是汽車標(biāo)準(zhǔn)的分離軸承，比一般的軸承精密，同時具有自調(diào)心的功能，當(dāng)分離軸承與膜片彈簧旋轉(zhuǎn)中心不能對中時，分離軸承可以徑向移動，使其對中。這樣可以減少振動和噪聲，同時減少分離軸承端面與膜片彈簧分離指的磨損，延長離合器使用壽命,下圖為本設(shè)計中采用的TZ型分離軸承,設(shè)計時參考的變速箱第一根軸的軸徑為29mm，計算加上軸承襯套和分離套筒的厚度，分離軸承作用的軸徑達到了45mm，可以選用TZ4519（JB/T5312-2001）,,,如何通過操縱機構(gòu)控制離合器,,,如何通過操縱機構(gòu)控制離合器,,,讓它動一動,,,,,,小結(jié),完成設(shè)計采用的方法： （1）收集題目的相關(guān)資料； （2）調(diào)查統(tǒng)計法，確定比較常用的微型客貨兩用車車型；收集該車型在離合器設(shè)計中采用的數(shù)據(jù)； （3）同時在實驗室中進行離合器的拆裝實驗，研究離合器的組成部分和各個部分之間的連接方式； （4）根據(jù)離合器設(shè)計相關(guān)參考書，結(jié)合收集的數(shù)據(jù)進行初步的設(shè)計計算，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行膜片彈簧和離合器摩擦片的選材和優(yōu)化設(shè)計，進行離合器的繪圖工作。,,,感謝,,本次設(shè)計是在趙德金老師的指導(dǎo)下完成的，沒有趙德金老師的幫助我不會這么順利地完成，感謝趙老師的悉心教導(dǎo)，讓我的專業(yè)知識水平更上一層樓。,由于我個人水平有限，還需要在座的各位老師多多指導(dǎo)，多多批評，幫助我改正錯誤，提高自己的設(shè)計水平。,,謝謝聆聽,,Thanks for your listening,,我愛機械,,比心?。?！,
微型客貨兩用車離合器及其操縱機構(gòu)設(shè)計
摘 要
離合器是汽車傳動系中不可缺少的重要部件之一，它主要承擔(dān)著切斷和接合發(fā)動機傳給變速箱的動力，實現(xiàn)起步、換擋時的平穩(wěn)，延長傳動系的使用壽命，提高汽車駕駛的舒適度。
本設(shè)計中主要對離合器摩擦片、從動盤、從動盤轂、扭轉(zhuǎn)減振器、壓盤、離合器蓋、膜片彈簧和分離軸承、操縱機構(gòu)進行設(shè)計和優(yōu)化，其中摩擦片、從動盤、從動盤轂、扭轉(zhuǎn)減振器作為離合器的從動部分--從動盤總成集中設(shè)計，壓盤與離合器蓋作為主動部分--離合器蓋總成集中設(shè)計，膜片彈簧既作為壓緊彈簧，同時又作為分離杠桿，為離合器節(jié)省了很大一部分空間，這是本設(shè)計中比較突出的優(yōu)點，最后一部分是分離軸承與操縱機構(gòu)，本設(shè)計中分離軸承采用機械標(biāo)準(zhǔn)的汽車分離軸承，相對其他設(shè)計來說，分離軸承設(shè)計更加嚴(yán)謹(jǐn)，更加適合微型客貨兩用車，也是設(shè)計中的閃光點。
關(guān)鍵詞：離合器；膜片彈簧；摩擦片；分離軸承
ABSTRACT
Clutch is one of the indispensable important parts in the automotive power train. It mainly carries the power to separate and connect the engine to the transmission, helps to complete the car to start smoothly, reduce the impact of the gear when shifting, and prolong the service life of the drive train. , improve the driving comfort of the car.
In this design, some major parts of the clutch were newly developed and changed. The friction plate, the clutch cover, the pressure plate, the driven plate as a whole, and the operating mechanism were the materials optimized in the design of the predecessors. The two parts of the spring and the release bearing have more innovations. The diaphragm spring can not only fulfill the task of compacting the spring, but also functions as a separating lever, which can save a large part of the space for the clutch. This is the design. The more prominent advantage, the last part is to separate the bearing and operating mechanism. In this design, the separate bearing adopts the mechanical standard automotive release bearing. Compared with other designs, the separate bearing design is more rigorous, and it is more suitable for miniature passenger and cargo vehicles. In the flash point.
Keywords: clutch；diaphragm spring；friction plate；release bearing
目 錄
引 言 1
第一章 綜述 2
1.1簡介 2
1.1.1汽車發(fā)展史 2
1.1.2 微型客貨兩用車車型簡介 2
1.2離合器簡述 3
1.2.1離合器的定義及分類 3
1.2.2離合器的發(fā)展簡述 4
1.3離合器的結(jié)構(gòu)及功能簡介 4
1.3.1離合器的結(jié)構(gòu) 4
1.3.2離合器的工作原理 6
1.3.3離合器的功能 7
1.3.4離合器的基本要求 8
1.4選題的意義及設(shè)計要達到的效果 8
1.4.1選題的意義 8
1.4.2設(shè)計要達到的效果 9
第二章 離合器的設(shè)計計算及說明 10
2.1離合器設(shè)計時的參考數(shù)據(jù) 10
2.2 離合器摩擦片參數(shù)的確定 10
2.2.1離合器轉(zhuǎn)矩容量以及后備系數(shù)的確定 10
2.2.2摩擦片受到的單位壓力P0 11
2.2.3摩擦片的摩擦因數(shù)μ以及摩擦面數(shù)Z 11
2.2.4離合器摩擦片外徑D、內(nèi)徑d以及摩擦片厚度b的選用 12
2.3 離合器基本設(shè)計參數(shù)的校核 13
2.4 膜片彈簧基本參數(shù)的確定 17
2.4.1 H/h的選擇 18
2.4.2. R/r選擇 19
2.4.3.圓錐底角α 19
2.4.4分離指數(shù)目的確定 19
2.4.5膜片彈簧小端內(nèi)半徑和分離軸承作用半徑大小的確定 19
2.4.6.切槽寬度以及半徑 20
2.4.7. 壓盤加載點半徑和支承環(huán)加載點半徑的選用 20
2.4.8膜片彈簧材料選用及制造工藝 20
2.5 扭轉(zhuǎn)減振器 20
2.6操縱機構(gòu)形式選擇 23
2.7 離合器踏板行程計算 24
2.8踏板力Ff的計算 25
2.9 從動盤總成設(shè)計 26
2.9.1．選用從動盤的結(jié)構(gòu)簡述 26
2.9.2．從動盤各零件結(jié)構(gòu)的選用 26
2.10離合器蓋總成設(shè)計 30
2.10.1離合器蓋 30
2.10.2壓盤 31
2.10.3傳動片 31
2.10.4支撐環(huán) 31
2.11分離軸承總成 31
2.12 主要零件的材料和熱處理 32
第三章 結(jié)論 34
參考文獻 35
謝 辭 36
引 言
離合器在汽車組成中一直占據(jù)著很重要的地位，離合器性能的優(yōu)良不僅決定著駕駛員駕駛汽車時的使用感，同時也影響著乘客的舒適度。目前離合器的設(shè)計與改良大多數(shù)針對的是乘用車，對于商用車，特別是微型客貨兩用車的離合器優(yōu)化設(shè)計還比較少，但是在小型個體商戶運輸貨物或者是家人出行時，微型客貨兩用車更加受到客戶青睞，所以針對該車型設(shè)計一款性能優(yōu)良的離合器，提高使用者的舒適度和滿意度，將會提高人們的生活品質(zhì)，對汽車行業(yè)也有一定的促進作用。
在本次設(shè)計中，首先在網(wǎng)上收集微型客貨兩用車的相關(guān)資料，采用調(diào)查統(tǒng)計法確定比較常用的微型客貨兩用車車型，收集該車型在離合器設(shè)計中采用的數(shù)據(jù)（在正文第二章中列出），同時在實驗室中進行離合器的拆裝實驗，研究離合器的組成部分和各個部分之間的連接方式，根據(jù)離合器設(shè)計相關(guān)參考書，結(jié)合收集的數(shù)據(jù)進行初步的設(shè)計計算，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行膜片彈簧和離合器摩擦片的選材和優(yōu)化設(shè)計，進行離合器的繪圖工作。
在本設(shè)計中將會完成優(yōu)化后離合器及其操縱機構(gòu)的總裝配圖和部分零件的結(jié)構(gòu)示意圖的繪制，僅僅為如今的汽車離合器設(shè)計制造提供一些參考，但是由于個人水平有限，還需要我的指導(dǎo)教師和專業(yè)的各位老師多多指導(dǎo)，多多批評，幫助我改正錯誤，提高自己的設(shè)計水平。
第1章 綜述
1.1簡介
1.1.1汽車發(fā)展史
全世界認可的汽車發(fā)明人是德國人卡爾·弗里特立奇·本茨。他在1885年制造出世界上第一輛馬車式三輪汽車，曾多次進行試驗，1886年1月29日，本茨發(fā)明的世界上第一輛三輪汽車獲得了"汽車制造專利權(quán)"。這一天被大多數(shù)人稱為現(xiàn)代汽車誕生日，本茨也被后人譽為"汽車之父"。1887年卡爾·本茨成立了世界上第一家汽車制造公司，并且以他的名字命名--奔馳。奔馳為汽車而生，經(jīng)所有的經(jīng)歷和金錢投入到汽車行業(yè)，至今已經(jīng)走過了漫長的一百三十多年。本茨造出的第一輛汽車速度僅僅能達到18公里/小時，時至今日已經(jīng)生產(chǎn)制造出三秒可以將速度從零加速到每小時一百公里的的速度的超級跑車。這一百三十多年里，汽車的發(fā)展速度令世人瞠目結(jié)舌！人們驚嘆于汽車發(fā)展之迅速，給人們帶來的便利之大，也驚嘆于人類思想的巧妙。在汽車行業(yè)里，走出一位又一位的的巨人，他們一手創(chuàng)建了本田、福特、豐田、寶馬等這樣一系列在國民經(jīng)濟中舉足輕重的偉大的公司。
1.1.2 微型客貨兩用車車型簡介
在汽車的發(fā)展史里，人們更關(guān)注的是科技含量高的跑車，而忽略了實用型汽車。其實實用型汽車在生活中有著至關(guān)重要的作用，在人們享受光鮮亮麗的跑車和豪車時，實用型汽車就像默默勞動的園丁一樣，為人們的生活帶來便利。
在實用型汽車中，微型客貨兩用車既能行使載人功能，同時也能滿足人們的乘坐需求。微型客貨兩用車是服務(wù)于日常生活工作和城市物流配送小型搬運的一種貨物運輸車輛。定位于行業(yè)工作車、物流車、工具車等宜商宜家的多功能車。微型客貨兩用車雖然定型為貨車系列，但是不能進行營業(yè)性旅客運輸活動，僅能用于家用載人，滿足一般家庭的出行需求。如果從事營業(yè)性道路貨物運輸需要到當(dāng)?shù)氐倪\輸管理部門辦理道路運輸證。常見的微型客貨兩用車品牌有長安之星、五菱之光、開瑞優(yōu)翼等。
1.2離合器簡述
1.2.1離合器的定義及分類
離合器存在于汽車發(fā)動機與變速箱連接機構(gòu)。當(dāng)踩下離合器踏板時，離合器切斷從發(fā)動機傳輸來的扭矩，以保證變速箱變速的平穩(wěn)；松開離合器踏板時，變速箱與汽車發(fā)動機重新結(jié)合，動力由發(fā)動機經(jīng)由離合器進入變速箱，成功實現(xiàn)換擋等操作。離合器類就像是開關(guān)，起到連接或切斷動力傳遞作用，任何形式的汽車都有離合裝置，在機械中很多機床也帶有離合裝置，只是存在的形式有所不同。
在汽車中離合器大概分為以下幾種：電磁離合器、磁粉離合器、摩擦式離合器和液力離合器。摩擦離合器又有濕式摩擦離合器和干式摩擦離合器。由于離合器的生產(chǎn)成本和動力傳遞效率等原因，致使現(xiàn)在在汽車中使用最廣泛的是干式摩擦離合器，大致有使用膜片彈簧來壓緊的單片離合器和雙片離合器以及螺旋彈簧離合器。本文將在單片膜片彈簧離合器的基礎(chǔ)上來進行設(shè)計與優(yōu)化。詳細的汽車機械式離合器分類見圖1-1
圖1-1 離合器分類
1.2.2離合器的發(fā)展簡述
??車用離合器雖然在結(jié)構(gòu)上看似簡單、工作原理易于理解，但它達到今天呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)是上百年的成果，融入了許多優(yōu)秀的科研人員的智慧和心血。離合器設(shè)計設(shè)計的領(lǐng)域也從傳統(tǒng)的機械傳動、機械力學(xué)深入到熱、電、材料、控制等眾多學(xué)科領(lǐng)域。而發(fā)展到二十一世紀(jì),電子化，信息化，智能化已經(jīng)漸漸深入人們的生活，離合器設(shè)計生產(chǎn)也面臨著時代的挑戰(zhàn)。我國的汽車行業(yè)與德國等先進國家相比,依然存在很大的差距。雖然從國外引進了許多新產(chǎn)品、新技術(shù)，但是對新技術(shù)的學(xué)習(xí)和利用還需要一段時間，更重要的是，要深入仔細了解傳統(tǒng)技術(shù)，只有熟練掌握了基礎(chǔ)技術(shù)，才有可能在傳統(tǒng)上有屬于自己的創(chuàng)新。
1.3離合器的結(jié)構(gòu)及功能簡介
1.3.1離合器的結(jié)構(gòu)
離合器的結(jié)構(gòu)總共可分為四大主要部分，分別為主動部分，從動部分，壓緊結(jié)構(gòu)，操縱機構(gòu)。主動部分，從動部分和壓緊機構(gòu)是使離合器能夠保持在連接狀態(tài)并且傳遞動力的保障，操縱機構(gòu)是離合器從動結(jié)構(gòu)從主動結(jié)構(gòu)上分離的機械裝置。下面將結(jié)合圖1-2從這四大組成部分依次進行分析，研究它們的結(jié)構(gòu)與構(gòu)成。
圖1-2桑塔納轎車雙支撐環(huán)型離合器
首先離合器的主動部分，包含發(fā)動機的飛輪，離合器蓋，傳動片和壓盤。其中離合器蓋通過鉚釘固定在發(fā)動機飛輪上，能夠達到與飛輪相同的轉(zhuǎn)速，然后離合器蓋與壓盤通過傳動片連接在一起，雖然也有部分離合器采用壓盤凸臺或者傳力銷結(jié)構(gòu)連接壓盤與離合器蓋，但是使用傳動片既能起到傳遞發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，又能借助傳動片的彈性作用將壓盤與從動盤分離，依靠傳動片分離壓盤可以簡化離合器結(jié)構(gòu)，節(jié)省汽車的空間。
其次是離合器的從動部分，包含從動盤本體，從動盤轂，摩擦襯片。該設(shè)計中所用的膜片彈簧離合器采用的是單片膜片彈簧離合器，顧名思義就是使用了一個從動盤。從動盤由兩片摩擦片分別在放置于從動片兩側(cè)，通過鉚釘將其鉚在一起，同時從動盤轂也通過鉚釘鉚在從動片上，這樣從動片，摩擦片和從動盤轂就被連接在一起。本設(shè)計選用的是帶有減振盤的離合器，所以在從動盤總成中，應(yīng)加入減振盤的設(shè)計。減振盤是依靠限位銷與從動盤鉚在一起，減振盤上開有若干個長方形窗口，同時從動盤轂的法蘭盤上也開有相同的大小和位置的窗口，在這些窗口中裝有減振彈簧，可以將從動片，從動盤轂和減振盤在徑向彈性連接在一起。
再次是離合器的壓緊機構(gòu)，本設(shè)計中采用的壓緊機構(gòu)主要是壓緊彈簧，離合器的壓緊彈簧有四種主要形式，分別為周置彈簧離合器，中央彈簧離合器，斜置彈簧離合器和膜片彈簧離合器。本設(shè)計中采用的是膜片彈簧離合器，膜片彈簧是一種由彈簧鋼制作而成的結(jié)構(gòu)特殊的碟形彈簧，它的組成分為碟簧部分和分離指部分。
膜片彈簧離合器與其他類型壓緊彈簧離合器相比較，膜片彈簧特性曲線見圖1-3，它具有以下優(yōu)點[1]:
（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磨損范圍內(nèi)基本保持不變(從安裝時的工作點B 變化到A 點)，因而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(從B點變化到A'點)，離合器分離時，彈簧壓力有所下降(從B點變化到C點)，從而降低了踏板力。對于圓柱螺旋彈簧，其壓力則大大增加(從B 點變化到C'點)。
（2） 膜片彈簀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，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定; 而圓柱螺旋彈簧壓緊力則明顯下降。
（4） 膜片彈簧能夠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） 便于達到良好的通風(fēng)散熱，使用壽命更長。
（6） 膜片彈簧的中心能夠與離合器的中心線重合，平衡性能優(yōu)良。
1--膜片彈簧特性曲線 2--螺旋彈簧特性曲線
△L1--分離時彈簧變形量 △L2--磨損后彈簧伸長量
圖1-3 膜片彈簧特性曲線
最后是離合器的操縱機構(gòu)，操縱機構(gòu)是離合器不可缺少的重要組成部分，駕駛員通過操縱該部分行離合器分離和接合的功能，它是由離合器踏板，分離叉，分離杠桿和分離軸承組成，操縱機構(gòu)的起點為離合器踏板，終點為離合器分離軸承，它的主要作用是：實現(xiàn)離合器壓盤與從動盤的分離與接合，保證汽車起步時的平穩(wěn)和駕駛中換擋或中斷動力的順暢，提高駕駛員的駕車舒適度。
離合器操縱機構(gòu)主要有兩種形式，分別是液壓式操縱機構(gòu)和機械式操縱機構(gòu)，在本設(shè)計中采用的是機械式操縱機構(gòu)，同時配有其他的助力裝置，以減輕駕駛員的負擔(dān)。
1.3.2離合器的工作原理
離合器有兩種工作狀態(tài)，一種是接合狀態(tài)，另外一種是分離狀態(tài)。當(dāng)駕駛員踩下離合器踏板時，分離叉帶動分離軸承向左移動，作用在膜片彈簧的分離指上，在分離軸承的作用下，膜片彈簧的外緣向右移動，同時帶動壓盤也向右移動，這樣壓盤和發(fā)動機飛輪與從動盤之間的壓力逐漸撤銷，摩擦片上的摩擦力就因此消失，從發(fā)動機傳來的動力被暫時性切斷，此時離合器處于分離狀態(tài)；當(dāng)駕駛員抬起離合器踏板時，分離叉逐漸退回，分離軸承向右移動，膜片彈簧分離指受到的推力逐漸減小至零，膜片彈簧的外緣與壓盤向左移動，在壓盤的壓力作用下，從動片與發(fā)動機飛輪緊緊貼合，轉(zhuǎn)速逐漸同步，動力又可以從發(fā)動機經(jīng)由離合器傳到變速器，此時離合器處于接合狀態(tài)。
1.3.3離合器的功能
離合器是作為發(fā)動機和變速箱的連接主要實現(xiàn)以下功能：
（1） 保證汽車平穩(wěn)起步，這是離合器的首要功能，在汽車啟動前，首先要啟動發(fā)動機，當(dāng)汽車起步時，汽車是從完全靜止的狀態(tài)逐步開始加速，傳動系連接著整個汽車，如果傳動系與發(fā)動機剛性地相連，則變速器掛上檔的瞬間，汽車將會突然進行向前的沖刺，但是并不能起步。這是因為汽車從靜止開始運動，會產(chǎn)生很大的慣性力，發(fā)動機在這一慣性力的作用下，轉(zhuǎn)速會急速下降到最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以下，最低轉(zhuǎn)速通常在300-500r/min,當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，就會導(dǎo)致發(fā)動機熄火，汽車將不能起步。在這時離合器就起到了關(guān)鍵性的作用，在發(fā)動機起步后，汽車起步之前，駕駛員踩下踏板，操縱離合器的壓盤與從動盤分離，使發(fā)動機與傳動系脫開，選擇好檔位然后慢慢使離合器接合，隨著離合器接合的緊密程度增大，發(fā)動機經(jīng)傳動系傳給驅(qū)動車輪的的轉(zhuǎn)矩逐漸增大，到牽引力足夠克服起步阻力時，汽車便從靜止開始運動并加速行駛，現(xiàn)了汽車平穩(wěn)起步。
（2） 保證換擋時工作平順，在汽車行駛過程中，為適應(yīng)不斷變化的行駛條件，變速器要經(jīng)常變換檔位來工作，實現(xiàn)齒輪式變速器的換擋，一般是撥動齒輪或接合套，使原來檔位的齒輪副退出傳動，再使另一檔位的齒輪進入傳動，在換當(dāng)前必須踩下離合器踏板使離合器分離，暫時切斷動力的傳輸，便于是原來檔位的齒輪副脫開，同時使新檔位的齒輪副速度逐漸趨于同步，這樣進入嚙合時的沖擊會大大減小，實現(xiàn)平順地換擋。
（3）防止傳動系過載，當(dāng)汽車緊急制動時，如果沒有離合器，發(fā)動機將受到緊急制動的影響而經(jīng)急劇減速，會產(chǎn)生很大的慣性力，這個力矩的值將大大超過發(fā)動機提供的最大轉(zhuǎn)速，在傳動系上就會產(chǎn)生內(nèi)部零件的損壞；如果有了離合器，當(dāng)慣性力矩超過離合器最大摩擦力矩時，離合器主、從動部分就會相對滑轉(zhuǎn)，從而限制了發(fā)動機飛輪慣性力矩的增長，消除了發(fā)動機和傳動系的機件因過載而損壞的危險。
1.3.4離合器的基本要求
在離合器的設(shè)計中應(yīng)遵循以下幾點要求[2]：
(1) 既能可靠地傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩又能防止傳動系過載;
(2) 接合完全且平順、柔和,使汽車起步時無抖動、無沖擊;分離徹底、迅速;
(3) 工作性能(最大摩擦力矩或后備系數(shù))穩(wěn)定,即作用在摩擦片上的總壓力不應(yīng)因摩擦表面的磨損而有明顯變化,摩擦系數(shù)在離合器工作過程中應(yīng)力求穩(wěn)定;
(4)從動部分的轉(zhuǎn)動慣量要小,以減小掛檔時的齒輪沖擊并方便掛檔;
(5)能避免和衰減傳動系的扭振,具有吸收振動、沖擊和降低噪聲的能力;
(6)通風(fēng)散熱性良好;
(7)操縱輕便;
(8)具有足夠的強度,工作可靠、使用壽命長;
(9)力求結(jié)構(gòu)簡單,緊湊,質(zhì)量小,制造工藝性好,維修方便;
(10)設(shè)計時注意對旋轉(zhuǎn)件的動平衡要求和離心力的影響。
1.4選題的意義及設(shè)計要達到的效果
1.4.1選題的意義
隨著社會節(jié)奏的加快，物質(zhì)水平的提升，人們對代步工具，運輸工具的要求日益提高。人們要求在乘坐汽車時平穩(wěn)舒適，運送貨物時，貨物完好無損。而且汽車作為以機械傳動為核心的系統(tǒng)，離合器是其至關(guān)重要的結(jié)構(gòu)之一。離合器作為一個獨立的部件存在，在傳動中起著傳遞扭矩，分離傳動和過載保護的多重作用。離合器中的摩擦片作為一種消耗品，本身就會隨著汽車的使用有所損耗。而且駕駛員不同的駕駛習(xí)慣會使摩擦片的磨損各不相同。例如新手駕駛員喜愛的“先剎車，后離合”會導(dǎo)致離合器壽命只有正常駕駛情況的14%。所以離合器行業(yè)在汽車制造行業(yè)中擁有較大的市場。通過優(yōu)化設(shè)計彈簧膜片和離合器的自由行程，使離合器使用過程中操作簡化。因此，提高離合器的可靠性和使用壽命，使其適應(yīng)高轉(zhuǎn)速，增強傳動轉(zhuǎn)矩的能力和簡化操作已經(jīng)成為離合器的發(fā)展趨勢。所以設(shè)計一款使用壽命長，可靠性高，成本低廉的離合器，將對我國汽車制造行業(yè)有極大的推動。
為了適應(yīng)當(dāng)前汽車離合器市場需求，保證汽車起步時傳動系統(tǒng)與發(fā)動機平順接合，換擋時將傳動系統(tǒng)與發(fā)動機分離，減少變速箱內(nèi)齒輪沖擊，進而減少換擋時引起的車身震動。在結(jié)構(gòu)和方式選定后，在摩擦片參數(shù)選擇，彈簧膜片主要參數(shù)選擇，扭轉(zhuǎn)減振器，離合器踏板行程等幾方面進行了優(yōu)化，設(shè)計出適用于微型客貨兩用的離合器。
1.4.2設(shè)計要達到的效果
經(jīng)過為期兩個月的設(shè)計，將會得出以下幾項結(jié)果
（1）離合器及其操縱機構(gòu)設(shè)計說明書，其中包括離合器各零件的結(jié)構(gòu)；離合器主要參數(shù)的選擇與優(yōu)化；離合器操縱機構(gòu)的設(shè)計計算；扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計；膜片彈簧的計算與優(yōu)化。
（2）圖紙：其中包括離合器及其操縱機構(gòu)總體裝配圖紙一張，從動盤總成圖紙一張，摩擦片圖紙一張。
第2章 離合器的設(shè)計計算及說明
2.1離合器設(shè)計時的參考數(shù)據(jù)
表2-1 車型參考數(shù)據(jù)
參考車型
長安SC1022BB23D
最大裝載質(zhì)量
500kg
發(fā)動機
JL465Q4
發(fā)動機最大功率
39KW
發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩
72N·m
最大轉(zhuǎn)矩時對應(yīng)的轉(zhuǎn)速
4500r/min
發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速
5500r/min
離合器形式
單片膜片彈簧離合器（推式）
操縱形式
拉索式人力操縱
輪胎形式
165/70R13
輪胎的滾動半徑
280mm
汽車起步時所用變速器檔位的傳動比
3.613
主減速器的傳動比
5.25
2.2 離合器摩擦片參數(shù)的確定
2.2.1離合器轉(zhuǎn)矩容量以及后備系數(shù)的確定
（2-1）
上述公式2-1中，μ是摩擦因數(shù)，一般汽車起步時需要利用離合器的摩擦打滑來實現(xiàn)，所以想要計算TC采用動摩擦因數(shù); N為離合器壓盤所受到的壓緊力，會隨著使用過程中溫度的改變做出相應(yīng)改變，頻繁使用離合器產(chǎn)生的溫度升高就會是壓緊力的值發(fā)生改變，同時離合器使用過程中，壓盤的磨損程度也會改變壓緊力的值; Z是離合器從動盤中使用的摩擦片工作面數(shù)，單片摩擦片離合器的Z為2，雙片為4; R是有效作用半徑(mm)，R的值會隨著摩擦片的磨損及頻繁使用后產(chǎn)生的高溫而產(chǎn)生翹曲，產(chǎn)生接觸面不均勻而發(fā)生改變。
如果汽車離合器設(shè)計完畢后，根據(jù)以上公式可知，離合器的轉(zhuǎn)矩容量是固定不變的，在設(shè)計中要用來初步確定離合器的初始數(shù)據(jù)的選用是否合理。在離合器設(shè)計時，應(yīng)保證離合器轉(zhuǎn)矩容量始終大于汽車發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩,關(guān)系式為2-2：
（2-2）
β時汽車離合器的后備系數(shù)，選擇離合器后備系數(shù)β時，應(yīng)考慮到離合器摩擦片使用后有磨損情況，是否能保證離合器能夠傳遞汽車發(fā)動機的扭矩最大值；防止離合器產(chǎn)生大程度的滑磨；同時要保證汽車傳動系不要發(fā)生過載。在本設(shè)計中，汽車的類型是小型商用車，根據(jù)表2-2提供的數(shù)據(jù)，在本設(shè)計中選用β=1.6。
表2-2 離合器后備系數(shù)的推薦值
車型
后備系數(shù)β
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
2.2.2摩擦片受到的單位壓力P0
單位壓力P0在摩擦片的使用耐磨性上起到了決定性作用，對離合器的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)動機后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及質(zhì)量等因素。表2-3為單位壓力P0選用標(biāo)準(zhǔn)。
表2-3 摩擦片單位壓力的取值范圍
摩擦片材料
單位壓力P0/MPa
石棉基材料
模壓
0.15～0.25
編織
0.25～0.35
粉末冶金材料
模壓
0.35～0.50
編織
金屬陶瓷材料
0.70～1.50
在本設(shè)計中，摩擦片材料選取石棉基材料模壓，P0的選用范圍是0.20～0.25，在此選用P0=0.2
2.2.3摩擦片的摩擦因數(shù)μ以及摩擦面數(shù)Z
（1）摩擦片的摩擦因數(shù)μ取決于摩擦片采用的材料和工作時的溫度、受到的單位壓力以及滑磨速度等因素。摩擦片可采用的材料有石棉基、粉末冶金、金屬陶瓷材料等等，不同材料的摩擦因數(shù)的取值詳見表2-4：
表2-4 摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍
摩擦材料
摩擦因數(shù)μ
石棉基材料
模壓
0.10～0.25
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
在本設(shè)計中采用石棉基材料模壓，所以μ的取值范圍在0.10～0.25之間，選取μ=0.2即可。
（2） 摩擦面數(shù)Z為取決于汽車離合器從動盤，單片摩擦片離合器Z=2，雙片摩擦片離合器Z=4,Z的值為離合器采用從動盤個數(shù)的2倍，本設(shè)計中采用的是單片離合器，所以Z的值取2。
2.2.4離合器摩擦片外徑、內(nèi)徑d以及摩擦片厚度b的選用
對于離合器來說摩擦片是至關(guān)重要的結(jié)構(gòu)，摩擦片的選用決定著離合器性能的優(yōu)劣，而摩擦片的外徑是決定摩擦片尺寸的重要參數(shù)，它對離合器的尺寸，結(jié)構(gòu)，質(zhì)量和使用壽命有決定性的作用。下面是離合器摩擦片外徑的計算公式2-3：
（2-3）
其中β=1.6,μ=0.2，=72N·m，P0=0.2MPa，c為摩擦片內(nèi)徑與外徑之比，常取值在0.53～0.70之間，在本設(shè)計采用帶入以上數(shù)值得出D≈180.2，摩擦片尺寸以標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)表2-5選取最接近的值：
表2-5 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)
外徑D/mm
160
180
200
225
250
280
300
325
內(nèi)徑d/mm
110
125
140
150
155
165
175
190
厚度b
b/mm
3.2
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
0.676
0.667
0.657
0.703
0.762
0.796
0.802
0.800
單面面積cm2
106
132
160
221
302
402
466
546
根據(jù)上表查取D=200,d=140，b=3.5，c=0.657。
2.3 離合器基本設(shè)計參數(shù)的校核
a：摩擦片外徑D的值應(yīng)保證其最大圓周速度不超過65至70米/每秒，將D=200帶入式2-4
（2-4）
其中：是發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速(r/min)，；
是摩擦片最大圓周速度（m/s），帶入數(shù)值之后
b：摩擦片的內(nèi)徑與外徑之比，取值要在0.53至0.70之間，
，符合標(biāo)準(zhǔn)。
c：為了保證離合器能夠準(zhǔn)確安全地傳遞汽車發(fā)動機傳來的的轉(zhuǎn)矩，為汽車傳動系提供過載保護，β值應(yīng)選在1.2至4.0之間。
在本設(shè)計中β=1.6，符合標(biāo)準(zhǔn)。
d：在離合器設(shè)計中必須要安裝扭轉(zhuǎn)減振器，為了保證其安裝，，摩擦片內(nèi)徑d達到比減振器振器彈簧安裝位置直徑大至少50mm(將會在扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計部分進行討論):
mm （2-5）
e：為了更好地反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩和保護過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，
（2-6）
式中，離合器轉(zhuǎn)矩容量的計算公式為式3-1，N·m，帶入公式得出×10-3；為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩(N.m/mm2)，按表2-6選取的離合器規(guī)格，得出，符合標(biāo)準(zhǔn)。
表2-6 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值
離合器規(guī)格
0．28
0．30
0．35
0．40
f：離合器運作時會產(chǎn)生滑磨熱負荷，為了保證摩擦片不受到磨損，降低熱負荷，對于不同車型，單位壓力的值應(yīng)在0.11至1.50MPa之間,
MPaMPaMPa
的計算公式為式2-7，F(xiàn)為壓緊力，其計算公式為2-8，
（2-7）
）（） （2-8）
將β=1.6,μ=0.2，=72N·m，Z=2，D=200mm，d=140mm帶入公式2-8后,F=3388.2N，帶入式2-7得出P0=0.21，符合標(biāo)準(zhǔn)。
g：為了減少汽車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
（2-9）
式中,為單位摩擦面積滑磨(J/mm2)；
為其許用值(J/mm2)，對于最大總質(zhì)量小于6.0t的商用車：J/mm，
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
（2-10）
式中：
--汽車總質(zhì)量(Kg)；
--輪胎滾動半徑（m）；
--汽車起步時所用變速器擋位的傳動比；
--主減速器傳動比；
--發(fā)動機轉(zhuǎn)速r/min，計算時乘用車取r/min，商用車取r/min。
其中： m Kg
代入式（2-9）得
J
代入式（2-10）得
符合標(biāo)準(zhǔn)。
h：離合器的溫升速率是體現(xiàn)摩擦片接合與分離時，產(chǎn)生的熱量從而導(dǎo)致摩擦片溫度值上升的量
（2-11）
式中，n是發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速(r/min); 是汽車總質(zhì)量(kg); r 是驅(qū)動輪的滾動半徑(m); 是驅(qū)動橋主減速比;是變速器起步擋傳動比;η是總傳動效率(見表2-7); 是坡度(見表2-8)，此處道路坡度用坡度的正弦函數(shù)表示; f是滾動阻力系數(shù)(見表2-9); k是系數(shù)(對比計算時，k=1)。
表2-7 總傳動效率η
車型
彈簧
轎車
貨車
農(nóng)用車
膜片彈簧
0.90
0.85
0.83
螺旋彈簧
0.88
0.83
0.80
表2-8 坡度
車型
工況
轎車
貨車
農(nóng)用車
牽引車
越野
1/6
1/8
--
1/6
公路
1/8
1/8
1/6
1/8
表2-9 滾動阻力系數(shù)f
一般瀝青和混凝土道路
0.015
卵石路
0.021
砂石路
0.042
根據(jù)設(shè)計中車型的情況選擇η=0.85，=1/8，f=0.015，帶入數(shù)據(jù)后，得到溫升，單位溫升，不同汽車單位溫升的許用值見表2-10
表2-10 不同汽車離合器片單位溫升的許用值
單位溫升
車型
/(N·m/mm2·s1/2）
小轎車
3.88
輕型貨車
2.91
重型貨車/牽引車
1.75
大型貨車/牽引車
1.94
計算值符合標(biāo)準(zhǔn)。
2.4 膜片彈簧基本參數(shù)的確定
汽車離合器的膜片彈簧作為壓緊裝置，同時又作為分離杠桿，設(shè)計時需要從以下幾個方面開始分析計算。圖2-1為膜片彈簧子午斷面繞中性點的轉(zhuǎn)動，圖2-2為膜片彈簧在不同工作狀態(tài)時的變形。
H--膜片彈簧自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)截錐高度(mm);
h--膜片彈簧鋼板厚度(mm);
R、r--自由狀態(tài)下碟簧部分大、小端半徑(mm);
R1、r1--壓盤加載點和支承環(huán)加載點半徑(mm)。
圖2-1 子午斷面繞中性點的轉(zhuǎn)動
圖2-2 膜片彈簧在離合器接合和分離狀態(tài)時的受力和變形
（a）自由狀態(tài) （b）結(jié)合狀態(tài) （c）分離狀態(tài)
2.4.1 H/h的選擇
膜片彈簧的彈性特性是由其碟簧部分所決定,是非線性的,與自由狀態(tài)下碟簀部分的內(nèi)錐高H及彈簧的鋼板厚h 有關(guān)。不同的H/h 值有不同的彈性特性，見圖2-3。當(dāng)時，F(xiàn) 為增函數(shù),這種彈簧的剛度大,適于承受大載荷并用作緩沖裝置中的行 程限制。當(dāng),特性曲線上有一拐點;若時,則特性曲線中段平直,即變形增加但載荷P 幾乎不變,故這種彈簧稱零剛度彈簧。當(dāng), 則特性曲線中有一段負剛度區(qū)域,即變形增加而載荷反而減小。這種特性很適于作為離合器的壓緊彈簀。因為可利用其負剛度區(qū)使分離離合器時載荷下降,達到操縱省力的目的。當(dāng)然,負剛度也不宜過大，以免彈簧工作位置略微變動就引起彈簧壓緊力過大的變化。為兼顧操縱輕便及壓緊力變化不大,汽車離合器膜片彈簧通常取1.5<(H/h)<2。當(dāng),則特性曲線的極小點落在橫坐標(biāo)軸上;當(dāng),則特性曲線具有更大的負剛度區(qū)且具有載荷為負值的區(qū)域。這種彈簧適于汽車液力傳動中的鎖止機構(gòu)[2]。
1- 2- 3-
4- 5-
圖2-3 膜片彈簧的彈性特性曲線
所以在此次設(shè)計中，膜片彈簧板厚h常取2至4mm之間，，則。
2.4.2. R/r選擇
經(jīng)過大量研究數(shù)據(jù)顯示，R與r比值的越小，彈簧的可利用程度越小，彈簧硬度越大，彈性曲線受直徑誤差影響越大，彈簧的應(yīng)力越大。
依照彈簧壓緊力和結(jié)構(gòu)布置的要求，通常取 的之間的數(shù)值。選取，摩擦片的平均半徑mm，推式膜片彈簧應(yīng)保證 取mm則mm 。
2.4.3.圓錐底角
處在自由狀態(tài)的離合器膜片彈簧，其圓錐底角α的計算公式為
（2-12）
的值通常選在在°之間，帶入，后得到°，符合要求。
2.4.4分離指數(shù)目的確定
分離指數(shù)常取為18，可根據(jù)膜彈簧的大小選擇24、12，在本次設(shè)計中選取。
2.4.5膜片彈簧小端內(nèi)半徑和分離軸承作用半徑大小的確定
的最小值應(yīng)該大于變速器第一軸花鍵軸的外徑14.5mm，取20mm，應(yīng)大于。
2.4.6.切槽寬度以及半徑
切槽寬度應(yīng)滿足mm，mm，取mm，mm，切槽半徑應(yīng)滿足，即，mm ,符號意義參見圖2-4
圖2-4 膜片彈簧尺寸示意圖
2.4.7. 壓盤加載點半徑和支承環(huán)加載點半徑的選用
應(yīng)略大于且盡量接近r，應(yīng)略小于R且盡量接近R。取mm，mm。
2.4.8膜片彈簧材料選用及制造工藝
膜片彈簧的材料采用質(zhì)量精良的高精度鋼板，碟簧部分的硬度一般為，分離指硬度應(yīng)在。碟簧材料可以在或之中選擇。
2.5 扭轉(zhuǎn)減振器
當(dāng)發(fā)動機輸送的動力出現(xiàn)波動時，為了保持動力輸送的平順，我們就需要在離合器中加入扭轉(zhuǎn)減振器，扭轉(zhuǎn)減振器上的彈簧能抑制這些波動，圖2-5為汽車扭轉(zhuǎn)減振器的仿真結(jié)構(gòu)圖。
圖2-5 扭轉(zhuǎn)減振器的仿真結(jié)構(gòu)圖
1.減震器極限轉(zhuǎn)矩 N·m
式中商用車系數(shù)選取1.5，乘用車系數(shù)選取2.0，系數(shù)選取1.5后計算得N·m
2.阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 N·m 可初選系數(shù)0.17，計算后得到N·m
3.預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 N·m 初選系數(shù)0.15，計算后結(jié)果為N·m
4.預(yù)緊轉(zhuǎn)矩增加到極限轉(zhuǎn)矩時，從動片相對從動盤轂的極限轉(zhuǎn)角 通常選在。
5．減振彈簧的安裝位置
（2-13）
計算得mm，考慮到，所以選取。
6．減振彈簧總壓力，計算公式見式2-14
N （2-14）
7. 減震彈簧的個數(shù) ，選用標(biāo)準(zhǔn)見表2-11
表2-11 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
4～6
6～8
8～10
〉10
根據(jù)摩擦片外徑mm，選擇
8．單個減振彈簧的所受到的壓力
（2-15）
9．減振彈簧尺寸的確定
（1）選擇材料，計算許用應(yīng)力
根據(jù)《機械原理與設(shè)計》(機械工業(yè)出版社)采用65Mn彈簧鋼絲， 設(shè)彈簧絲直徑mm,MPa,MPa。
（2）選擇旋繞比，計算曲度系數(shù)
根據(jù)表2-12選擇旋繞比
確定旋繞比，曲度系數(shù)
表2-12 旋繞比的薦用范圍
d/mm
C
（3）強度計算
mm （2-16）
與原來的d接近，取d=4mm。
中徑 mm；
外徑 mm
（4）極限轉(zhuǎn)角
° （2-17）
取 °，則mm。
（5）剛度計算
彈簧剛度 mm （2-18）
其中，為最小工作力，
彈簧的切變模量MPa，則彈簧的工作圈數(shù)
（2-19）
取，總?cè)?shù)為
（6）彈簧的最小高度
mm （2-20）
（7）減振彈簧的總變形量
mm （2-21）
（8）減振彈簧的自由高度
mm （2-22）
（9）減振彈簧預(yù)緊變形量
mm （2-23）
（10）減振彈簧的安裝高度
mm （2-24）
2.6操縱機構(gòu)形式選擇
汽車離合器的操縱機構(gòu)是汽車離合器至關(guān)重要的機構(gòu)，它是整個機構(gòu)唯一一處與人直接接觸的結(jié)構(gòu)，司機通過操縱機構(gòu)實現(xiàn)對離合器的控制，是人車合一的關(guān)鍵所在之一。在司機駕駛汽車時，離合器的使用次數(shù)較多，所以設(shè)計出的離合器操縱機構(gòu)一定要省力、省心。省力即是舒適感，在踩下離合器踏板時不宜需要過大的力，但是踏板阻力也不宜過??；省心即是踏板應(yīng)具有校正機構(gòu)，不會因受力而產(chǎn)生位置的偏移與變形。
下面是離合器操縱機構(gòu)的幾點基本要求[3]：
（1）操縱機構(gòu)要盡量簡單，質(zhì)量要輕，要求操縱簡便，踩下踏板的力要小，以減輕司機的勞動強度。對于轎車、輕型客車，踏板力應(yīng)在80N至150N之間; 對于載貨汽車踏板力約為150N至250N之間。
（2）結(jié)構(gòu)必須要緊湊，節(jié)省空間，效率高，踏板行程不宜過長，也不宜過短，一般應(yīng)在80~ 150mm 的范圍內(nèi)，最大不應(yīng)超過200mm。
上面（1）和（2）兩項要求通常是是相互制約的，設(shè)計時在滿足踏板行程要求的前提下，確定踏板力，因為踏板行程往往受到車內(nèi)空間、周邊條件的限制和人體工程學(xué)的要求。若踏板力超過推薦允許值，則應(yīng)采用相應(yīng)措施(例如加大傳動比，采用助力裝置等)。
（3）在操縱機構(gòu)中應(yīng)有調(diào)整自由行程的裝置。
（4）踏板行程應(yīng)設(shè)置限位裝置。
（5）踏板的回位要靈敏快捷，防止離合器在接合時回位滯后。
離合器操縱機構(gòu)按分離時所需的能源不同可分為機械式、液壓式、彈簧助力式、氣壓助力機械式、氣壓助力液壓式等等。機械式操縱機構(gòu)有桿系和繩索兩種形式，桿系操縱結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛，但是質(zhì)量大，并不適合微型客貨兩用車，所以本次設(shè)計采用拉索式操縱機構(gòu)，這樣能很好的避免桿式操縱機構(gòu)的缺點，多用于采用排量小于1.6L的發(fā)動機的汽車中。圖2-6為拉索式離合器操縱機構(gòu)示意圖。
圖2-6 拉索式操縱機構(gòu)
2.7 離合器踏板行程計算
操縱機構(gòu)應(yīng)根據(jù)離合器壓盤的升程h（mm）和踏板工作行程（mm），算出總傳動比
（2-25）
對于轎車和輪式貨車，對于中、重型貨車；而壓盤升程，Z是摩擦面數(shù)，單從動盤，△s是離合器分離時摩擦面件的間隙量（mm），一般單從動盤，△h時從動盤面壓縮量（mm），一般，對于無軸向彈性片的從動片，。
對于本設(shè)計我選用，，，得出，另外：
（2-26）
圖2-7 離合器操縱機構(gòu)傳動示意圖
踏板行程由自由行程和工作行程組成：
（2-27）
式中，為分離軸承的自由行程，一般為mm，在此取mm，在踏板上的自由行程一般為mm；
取、、、，，為杠桿尺寸，見圖2-7。帶入數(shù)值計算得：mm，mm，符合標(biāo)準(zhǔn)。
2.8踏板力Ff的計算
踏板力的計算公式是式2-28
（2-28）
式中，為離合器分離時，壓緊彈簧對壓盤的總壓力；
為機械效率，機械式：%；
為克服回位彈簧作用的踏板力，在設(shè)計之初可以選擇忽略。
N，，；求得N，符合標(biāo)準(zhǔn)。
2.9 從動盤總成設(shè)計
2.9.1．選用從動盤的結(jié)構(gòu)簡述
在此次設(shè)計中采用的是帶有扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤，減振器中的減震彈簧可以減少發(fā)動機傳遞轉(zhuǎn)矩時產(chǎn)生的振動，緩和離合器零件之間的沖擊，減少噪聲，同時能提高離合器的使用壽命，提高駕駛汽車時的舒適度，減少起床起步時的沖擊，現(xiàn)已多用于汽車制造中。
從動盤由從動盤本體、摩擦片和從動盤轂這三大部分組成，摩擦片與從動盤本體通過鉚釘鉚在一起，而從動盤轂的法蘭，通過限位銷鉚合與減振彈簧兩種方式接合連接在一起。
從動盤必須滿足以下需求，才能夠很好的傳遞動力[3]：
（1）為了減少變速器換擋時輪齒間的沖擊，從動盤的轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)盡可能小。
（2）為了使汽車起步時不受到?jīng)_擊、壓力在摩擦片上均勻分布，從動盤應(yīng)在軸向必須具有一定的彈性。
（3）能夠抵抗一定強度的爆裂。
（4）為了避免傳動系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動盤中應(yīng)盡量選裝扭轉(zhuǎn)減振器。
2.9.2．從動盤各零件結(jié)構(gòu)的選用
1.從動盤本體的設(shè)計需要滿足以下要求：
（1）轉(zhuǎn)動慣量小
為減少離合器重量，節(jié)省汽車空間，從動盤本體需要減少其重量，并且將重量集中在圓心，以這樣就會較少從動盤轉(zhuǎn)動慣量。所以從動盤本體都做成薄板，一般采用 1.3至2.0毫米厚的鋼板制成。同時將從動盤本體邊緣打磨成，這樣就能進一步減少轉(zhuǎn)動慣量。
（2） 采用軸向彈性結(jié)構(gòu)
為了減少汽車起步時的沖擊，從動盤本體需要采用軸向彈性結(jié)構(gòu)來減少離合器接合產(chǎn)生的撞擊。采用軸向彈性結(jié)構(gòu)，在離合器接合時，來自壓盤的壓力能夠平緩作用在摩擦片上，實現(xiàn)動力接合時的順暢。
在設(shè)計中采用的是整體式彈性從動盤本體，結(jié)構(gòu)見圖2-8。為使具有軸向彈性，將鋼片沿半徑方向開槽，將鋼片外緣部分分割成許多扇形，并將扇形部分沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形，兩邊的摩擦片則分別鉚在扇形片上。在離合器接合時，從動盤鋼片被壓緊，彎曲的波浪形扇形部分逐漸被壓平，從動盤摩擦面片所傳遞的轉(zhuǎn)矩逐漸增大，使接合過程（即轉(zhuǎn)矩增長過程）較平順、柔和[3]。
1-從動盤鋼片 2-摩擦片 3-鉚釘
圖2-8 整體式彈性從動盤鋼片
一般在從動盤本體上開個切槽，來減少從動盤本體的翹曲。切槽的跟部一般為T形，來減小從動盤本體的剛度，增加其彈性，減少應(yīng)力集中。
波形彈簧片的壓縮行程一般在，最少是。從動盤本體在開始變形時力較小，力隨著變形的增加逐漸增大，最后被壓平。
整體式彈性從動盤本體通常用高碳鋼板或彈簧鋼板沖壓而成，可以通過熱處理達到硬度要求；熱穩(wěn)定性必須要好，以防止摩擦生熱導(dǎo)致其熱變形。
（2）從動盤轂
從動盤轂的作用是用過內(nèi)花鍵和變速器第一軸的花鍵軸的配合，將動力輸送給變速器，實現(xiàn)離合器和變速器連接的關(guān)鍵，現(xiàn)代汽車中多選用矩形花鍵，保證從動盤轂?zāi)軌蛟诨ㄦI軸上自由滑動。從動盤轂的設(shè)計需要與扭轉(zhuǎn)減振器的彈簧安裝位置配合，否者將影響扭轉(zhuǎn)減振器的安裝。而減振彈簧安裝的位置應(yīng)根據(jù)摩擦片內(nèi)徑的決定，條件允許，減振彈簧的窗口尺寸大一些較好。關(guān)于花鍵設(shè)計時應(yīng)考慮以下兩個尺寸：
1）花鍵形狀尺寸可以采用兩種結(jié)構(gòu)形式：
①采用SAE標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)見圖2-9，有關(guān)尺寸見表2-13。
1-扭轉(zhuǎn)減振器彈簧裝配窗孔
圖2-9 從動盤轂結(jié)構(gòu)
表2-13 SAE矩形花鍵尺寸系列 ㎜
SAE標(biāo)記
D
D1
L1
D2
D3
L2
18.5
20.4
1
23
1
25.5
1
28.2
1
30.75
1
33.2
1
38.05
1
35.8
②根據(jù)國標(biāo)選取花鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)構(gòu)見圖2-10，表2-14為GB1144-2001的部分摘取，參數(shù)選擇依據(jù)的是摩擦片外徑和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，本次設(shè)計選用花鍵齒數(shù)，花鍵外徑，花鍵內(nèi)徑，齒厚,有效齒長，擠壓應(yīng)力。
（a）-花鍵孔 （b）-花鍵軸
圖2-10 從動盤轂花鍵結(jié)構(gòu)
表2-14 從動盤轂花鍵尺寸系列
摩擦片外徑
D/㎜
發(fā)動機轉(zhuǎn)矩
Te／N·m
花鍵齒數(shù)n:
花鍵外徑D'/㎜
花鍵內(nèi)徑d'/㎜
齒厚b/㎜
有效齒長/㎜
擠壓應(yīng)力/MPa
160
180
200
225
250
280
300
325
350
380
410
430
450
50
70
110
150
200
280
310
380
480
600
720
800
950
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
23
26
29
32
35
35
40
40
40
40
45
45
52
18
21
23
26
28
32
32
32
32
32
36
36
41
3
3
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
6
20
20
25
30
35
40
40
45
50
55
60
65
65
10
11.8
11.3
11.5
10.4
12.7
10.7
11.6
13.2
15.2
13.1
13.5
12.5
2）花鍵轂軸向工作長度應(yīng)滿足以下兩個方面的要求：
①導(dǎo)向要求 花鍵轂的軸向一般應(yīng)與花鍵外徑大小相同條件惡劣時，可達到。
②強度要求 花鍵尺寸選定后應(yīng)進行強度校核,花鍵要進行擠壓應(yīng)力計算。
擠壓應(yīng)力的計算公式見式2-29：
（2-29）
式中，——花鍵的齒側(cè)面壓力（N）
（2-30）
—分別為花鍵的內(nèi)外直徑（m）；
—從動盤轂的數(shù)目；
——發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩(N·m)；
—花鍵齒數(shù)；
—花鍵齒工作高度（m）h=（ D'- d'）/2；
—花鍵有效長度（m）
從動盤轂采用的材料通常為中碳鋼，同時進行了調(diào)質(zhì)處理，其擠壓應(yīng)力不應(yīng)大于20MPa。
帶入花鍵齒數(shù)，花鍵外徑，花鍵內(nèi)徑，有效齒長，得出,擠壓應(yīng)力，符合標(biāo)準(zhǔn)。
2.10離合器蓋總成設(shè)計
2.10.1離合器蓋
離合器蓋通過螺栓固定在飛輪上，與發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持一致，同時將力矩通過傳動片傳遞給壓盤，設(shè)計時需要保證離合器蓋的剛度大，同時還要盡量減輕重量，減少轉(zhuǎn)動慣量，輕型載貨汽車用的低碳鋼板沖壓而成；為緩解離合器摩擦生熱，離合器蓋上需要開若干窗口散熱；離合器蓋和壓盤等零件要與飛輪曲軸中心線良好對中。
2.10.2壓盤
壓盤屬于離合器主動部分，轉(zhuǎn)速與發(fā)動機飛輪保持一致，傳力方式選擇傳動片傳遞力矩，只需要沿著圓周切向布置即可，能夠大大節(jié)省離合器的空間，簡化壓盤結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用膜片彈簧作為分離杠桿時，需要在壓盤上鑄造一圈凸臺為膜片彈簧提供支點。
壓盤的尺寸和結(jié)構(gòu)
（1） 壓盤的內(nèi)徑和外徑半徑應(yīng)該與摩擦片的內(nèi)、外徑尺寸配合；
（2） 壓盤應(yīng)具有很高的質(zhì)量，來吸收摩擦產(chǎn)生的熱量；
（3） 壓盤剛度要高，厚度通常不小于，此次設(shè)計中厚度采取。
（4） 壓盤要有較高的摩擦系數(shù)；
（5） 材料通常采用、、,硬度為。
2.10.3傳動片
通常采用組，每組片，每片厚度，一般由彈簧鋼帶制成。
2.10.4支撐環(huán)
本設(shè)計中推式膜片彈簧支撐方式采用雙支撐環(huán)，兩個支撐環(huán)通過鉚釘與離合器鉚在一起，一般采用的碳素彈簧鋼絲。
2.11分離軸承總成
分離軸承總成主要由分離軸承和分離套筒組成，用來實現(xiàn)踏板力傳遞給膜片彈簧的作用。傳統(tǒng)的分離軸承采用的是推力球軸承或者是向心球軸承，但是由于使用壽命太短，可靠性差，逐漸被淘汰，現(xiàn)在國內(nèi)外均采用角接觸推力軸承，參考《JBT5312汽車離合器分離軸承及其單元》，采用的是ZT型離合器分離軸承（如圖2-11）,是一種推式離合器分離軸承，接觸圓表面為平面，采用沖壓密封罩方式密閉的一種軸承，配合自調(diào)心式軸承單元后，按照表2-15進行選取。
圖2-11 ZT型離合器分離軸承
表2-15 ZT型分離軸承型號表
軸承型號
TZ3517
35
17
64
56
41
16.5
0.5
TZ4018
40
18
70
62
46
17
0.5
TZ4519
45
19
77
69
51
18
0.5
TZ5019
50
19
82
74
56
18
0.5
TZ5522
55
22
92
84
63
21
0.8
其中符號的意義--軸承公稱內(nèi)徑；--軸承公稱寬度；--軸承最小單向倒角尺寸；--帶密封罩的軸承外徑；--外圈端面
收藏