离合器设计说明书

沈阳工学院课程设计I摘要离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。本文通过对整车参数的分析，并在膜片弹簧离合器及对其进行结构分析的基础上，对货车离合器的结构型式进行合理选择，确定了离合器的基本参数及尺寸，及其约束条件。另外，也对离合器的主要零部件进行了设计计算，包括膜片弹簧、压盘、离合器盖、从动盘等。通过这一系列工作，设计出一款能满足后备功率较大的轻型载重汽车性能需求的离合器。并利用CAXA电子图板软件绘制膜片弹簧离合器装配图；再进行离合器的基本结构尺寸和参数的选择及计算；最后进行离合器零件的结构选型及设计计算，主要是对从动盘总成设计，压盘、传力片的设计校核，膜片弹簧主要参数的选择、设计和强度校核，并绘制离合器零件图关键词：离合器；膜片弹簧；设计；校核沈阳工学院课程设计II目录摘要....................................................................Ⅰ目录....................................................................Ⅱ第1章绪论.............................................................11.1离合器设计的基本要求...............................................11.2设计参数...........................................................1第2章离合器主要参数的选择.............................................22.1摩擦片参数的选择...................................................22.1.1初选摩擦片外径D、内径d和厚度b................................22.1.2离合器后备系数β的确定.........................................22.1.3单位压力的确定...............................................32.1.4离合器传递的最大静摩擦力矩...................................42.2离合器基本参数的约束条件...........................................4第3章膜片弹簧的设计...................................................63.1膜片弹簧的基本参数的选择...........................................63.2膜片弹簧的弹性特性曲线.............................................73.3膜片弹簧的优化.....................................................83.3.1为保证各工作点A、B、C有较合适的位置............................83.3.2为满足离合器的使用性能的要求...................................83.4膜片弹簧强度计算与校核..............................................9第4章扭转减振器的设计................................................114.1扭转减振器主要参数................................................114.2减振弹簧的计算....................................................124.2.1减振弹簧的分布半径R1..........................................134.2.2单个减振器的工作压力P.........................................134.2.3减振弹簧尺寸..................................................13第五章离合器其它主要部件的结构设计....................................155.1从动盘毂的设计.....................................................15沈阳工学院课程设计III5.2从动片的设计.......................................................165.3离合器盖结构设计...................................................165.4压盘的设计.........................................................165.4.1压盘结构设计的要求.............................................165.4.2压盘的结构设计与选择...........................................165.5传力片的设计......................................................175.5.1传力片的参数选择..............................................175.5.2传力片的校核..................................................17结论.................................................................19致谢.................................................................20参考文献..............................................................21沈阳工学院课程设计1第1章绪论1.1离合器设计的基本要求1)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。2)接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。3)分离时要迅速、彻底。4)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。5)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。6)操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。7)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设计参数发动机型号发动机最大转矩【N•m/(r/min)】传动系传动比驱动轮类型与规格汽车总质量(kg)使用工况离合器形式1挡主减速比4120201/22005.5575.836.50-164465乡间单片注：离合器的弹簧类型和操纵方式有学生根据情况与指导教师商定。沈阳工学院课程设计2第2章离合器主要参数的选择2.1摩擦片参数的选择2.1.1初选摩擦片外径D、内径d和厚度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，它和离合所需传递转矩大小有一定关系。在确定外径D时，有下列经验公式可供初选时使用：√式中，为发动机最大转矩，为直径系数，取值范围见表2-1表2-1直径系数的取值范围车型直径系数乘用车14.6最大总质量为1.8～14.0t的商用车16.0～18.5（单片离合器）13.5～15.0（双片离合器）最大总质量大于14.0t的商用车22.5～24.0根据题意取=17，已知emax=201N•m求得D=241mm根据离合器摩擦片标准化，系列化原则，根据下表2-2表2-2离合器摩擦片尺寸系列和参数外径D/mm160180200225250280300325350380405430内径d/mm110125140150155165175190195205220230厚度t/mm3.23.53.53.53.53.53.53.54444C=d/D0.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.5850.5570.5400.54305351-30.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.8270.8430.8400.847单位面积1061321602213024024665466787299081037可取：摩擦片相关标准尺寸：外径D=250mm内径d=155mm厚度为3.5mm2.1.2离合器后备系数β的确定后备系数β保证了离合器能可靠地传递发动机转矩，同时，它有助于减少汽车起步时的滑磨，提高离合器的使用寿命。为可靠地传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大，β不宜选取太小；但是为了使离合器尺寸不致过大，减少传动系的过载，使操纵更轻便等，后备系数不宜过大。当发动机后备功率较大、使用条件较好时，β取小些；当使用条件恶劣，需要拖带挂车时，为了提高起步能力，减少离合器滑磨，β取大些；货车总质量较大，β也应该沈阳工学院课程设计3选取大些；采用柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取β应比汽油机大些；发动机缸数越多，转矩波动越小，β也应选取小些。在开始设计离合器时，一般是参照统计资料，并根据汽车的使用条件，离合器结构形式的特点，初步选定后备系数β各类汽车离合器β的取值范围见表2-3表2-3离合器后备系数β的取值范围车型后备系数β乘用车及最大总质量小于6t的商用车1.20～1.75最大总质量为6～14t的商用车1.50～2.25挂车1.80～4.00结合实际情况，故选择β=1.52.1.3单位压力的确定单位压力决定了摩擦表面的耐磨性，对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选去适应考虑离合器的工作条件、发动机的后备功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。对于离合器使用频繁、发动机后备系数较小、载质量大或经常在坏路面上行驶的汽车，应取小些；当摩擦片外径较大时，为了降低摩擦片外缘处的热负荷，应取小些；后备系数较大时，可适当增大。当摩擦片采用不同的材料时，取值范围见表2-4表2-4摩擦片单位压力的取值范围摩擦片材料单位压力/M石棉基材料模压0.15～0.25编织0.25～0.35粉末冶金材料铜基0.35～0.50铁基金属陶瓷材料0.70～1.50摩擦片材料选取石棉基材料，取=0.3M2.1.4离合器传递的最大静摩擦力矩β=1.5×201=301.5N·m2.2离合器基本参数的约束条件1）最大圆周速度摩擦片外径D（mm）的选取应使最大圆周速度υD不超过65～70m/s,即沈阳工学院课程设计4υπ3m⁄～m⁄D为摩擦片外径径取250mm；故符合约束条件。2）摩擦片的内、外径比c应在0.53～0.70内==0.62；故符合约束条件3）为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，不同车型的β值应在一定范围内，最大范围为1.2～4.0，即1.2≤β≤4.0本设计中所选β=1.5，故符合约束条件。4）为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器弹簧位置直径2约50mm，即d2+50mm本设计中d=155mm，=61.25mm，2+50mm