货车离合器设计说明书

目录前言 (1)1、离合器的作用 (1)2、离合器的组成 (1)3、货车离合器的选用 (2)3.1、从动盘选择 (4)3.1.1单片离合器 (4)3.1.2双片离合器 (4)3.2、压紧弹簧和布置形式的设计 (5)3.3膜片弹簧的支承形式 (7)3.4压盘驱动方式 (7)离合器主要参数的选择 (8)1、摩擦片的计算 (8)2、离合器基本参数优化 (13)3、膜片弹簧主要参数的选择 (16)4、膜片弹簧的载荷与变形关系 (18)5、膜片弹簧工作点位置的选择 (19)6、膜片弹簧的应力计算 (20)7、扭转减振器的设计 (22)8、减振弹簧的设计 (22)9、从动盘榖 (25)10、从动轴的计算 (27)11、分离轴承的寿命计算 (27)12、离合器操纵机构的设计 (28)总结 (32)货车离合器设计说明书前言1、离合器的作用汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速器的输入轴。

摩擦离合器作为一种典型离合器为现代各类型汽车广泛采用，实际上是一种依靠主、从动部件间的摩擦来传递动力且能分离的机构。

离合器保证汽车平稳起步、保证变速器换挡时工作平顺、限制超额转矩的传递，防止传动系统过载。

离合器是联系发动机和汽车传动系统的“纽带”，因而是汽车传动系统的重要部件。

2、离合器的组成离合器装置有离合器和离合器操纵机构组成。

离合器主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构四个部分组成，组成可以有图1表示：离合器的主动部分是发动机的飞轮、离合器盖、离合器中的压盘，离合器盖通过螺栓固定在飞轮上，离合器盖的动力通过传动片传给压盘。

从动部分是从动盘和与之通过花键连接的从动轴（变速器第一轴），从动盘位于压盘和飞轮之间。

压紧弹簧装在离合器盖内，周向分布，对亚盘产生压紧力。

分离杠杆的指点在离合器盖上，一端作用于压盘，另一端被分离轴承作用。

当从动盘被压盘和飞轮加紧形成一个整体时。

发动机的动力通过飞轮以及离合器盖、压盘传递给从动盘，由从动轴输出，这就是离合器的结；若要切断发动机的动力输出，只需将压盘离开从动盘，使从动盘处于自由状态，这就是离合器的分离。

3、货车离合器的选用离合器按照从动盘数目不用，压紧弹簧布置形式不同，压紧弹簧机构形式不同，分离时作用力方向不同可以分为如图2所示：本文参照CA1040系列轻型载货汽车离合器进行离合器的设计，CAl040系列轻型载货汽车的离合器都是相同的，为膜片弹簧式，带扭转减速器，型号为D.S.T240。

主要由发动机飞轮、从动盘总成及离合器盖总成组成。

其中离合器盖总成由膜片弹簧4、压盘6及盖2构成。

从动盘架在飞轮3与压盘之间。

膜片弹簧的中心部分开有15个径向切槽，形成弹性杠杆。

其余未切槽的截锥部分起弹簧作用。

离合器盖由6个螺栓1和3个圆柱销7固定在飞轮上。

离合器盖与压盘之间由3个传动片连接，兼起回位和传递转矩的作用。

从动盘通过花键与变速器第一轴连接。

发动机的动力从飞轮传给离合器盖，再由固定其中的传动片传给压盘。

三者在膜片弹簧的作用下使得两摩擦面产生摩擦力矩，从而将力矩传给从动盘继而传向变速器第一轴。

当踩下离合器踏板时，使得装在分离轴承座上的分离轴承被推向前方，消除了1.5-2mm的间隙(相当于踏板20-27mm的自由行程)后，压在膜片弹簧的分离指端，在弹簧杠杆的作用下，膜片弹簧大端向后移动。

此时，压盘在传动片的弹力作用下也随之向后移动，使压盘和飞轮与从动盘之间的压力消失，从而实现了离合器的分离。

3.1、从动盘选择3.1.1单片离合器只有一个从动盘，前后两片都装有摩擦片，形成两个摩擦片。

单盘离合器可满足轿车和轻型货车传递发动机最大转矩的要求。

单片离合器结构简单，轴向尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底，采用轴向有弹性的从动盘可保证结合平顺。

3.1.2双片离合器有两个从动盘，形成4个摩擦面。

对中、重型货车而言，要求离合器传递大的转矩，较为有效的举措是增加摩擦面的数目。

双片离合器与单片离合器相比，由于摩擦面数增加一倍，因而传递转矩的能力较大；结合更为平顺、柔和；在传递相同转矩的情况下，径向尺寸较小，踏板力较小；中间压盘通风散热性差，容易引起摩擦片过热，加快其磨损甚至烧坏；分离行程较大，不易分离彻底。

小结：本文是参照CA1040轻型货车设计的离合器，根据轻型货车传递的发动机转矩较小的条件，所以选用单盘离合器。

3.2、压紧弹簧和布置形式的设计3.2.1周置弹簧离合器周置弹簧离合器采用圆柱螺旋弹簧，并均匀分布在一个或同心的两个圆周上，其特点是结构简单、制造容易，过去广泛运用于分类汽车。

此结构的弹簧压力直接作用于压盘上，为了保证摩擦片上压力均匀，压紧弹簧的数目要随着摩擦片直径的增大而增多，而且应当是分离杠杆的倍数。

3.2.2中央弹簧离合器中央弹簧离合器采用一至两个圆柱螺旋弹簧或用一个圆锥弹簧作为压紧弹簧，并且布置在离合器的中心。

这种结构较复杂，轴向尺寸较大，多运用于发动机最大转矩大于400~500N.m的商用车上，以减轻其操纵力。

3.2.3斜置弹簧离合器斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传动盘上，并通过压杆作用在亚盘上。

这种结构的显著优点是在摩擦片磨损或分离离合器时，压盘所受的压紧力几乎保持不变。

与上述两种离合器相比，它具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点。

此结构在最大总质量大于14t的商用车上已采用。

3.2.4膜片弹簧离合器膜片弹簧离合器是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的蝶形弹簧，主要由碟簧部分和分离指部分组成。

膜片弹簧离合器与其他形式的离合器相比，具有一系列优点：①膜片弹簧具有较理想的非线性弹性特性，弹簧压力在摩擦片的允许范围内基本保持不变，因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变；相对圆柱螺旋弹簧，其压力大大下降，离合器分离时，弹簧压力有所下降，从而降低了踏板力。

对于圆柱螺旋弹簧，其压力则大大增加。

②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。

③高速选转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降。

④膜片弹簧以整个圆周与圆盘接触，使压力均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。

⑤易于是吸纳良好的通风散热，使用寿命长。

⑥膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。

但膜片弹簧的制造工艺较复杂，制造成本较高，对材质和尺寸精度要求较高，其非线性弹性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。

近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。

因此，膜片弹簧离合器不仅在乘用车上被大量采用，而且在各种形式的商用车上也被广泛采用。

小结：综合压紧弹簧及布置形式的特点，参照CA1040，本文货车离合器采用膜片弹簧离合器，可以满足货车的换挡、平稳起步、以及停车等动力的分离和结合。

3.3膜片弹簧的支承形式推式膜片弹簧支承结构按支承数目的不同分为三种。

双支承环形式，用台肩式铆钉将膜片弹簧、两个支承环与离合器盖定位铆合在一起，结构简单：在铆钉上装硬化衬套和刚性挡环，提高了耐磨性，延长了使用寿命，但结构较复杂；取消铆钉，在离合器盖内边缘上伸出许多舌片，将膜片弹簧、两个支承环与离合器盖弯合在一起，是结构紧凑、简化，耐久性良好，运用日益广泛。

3.4压盘驱动方式压盘的驱动方式主要有凸块——窗孔式、传力销式、键块式和弹性传动片式等多种。

前三种的共同缺点是在连接件之间都有间隙，在传动中将产生冲击和噪声，而且在零件相对滑动中摩擦和磨损，降低了离合器的传动效率。

弹性传动片式是今年来广泛采用的驱动方式，沿圆周切向布置的三组或四组薄弹簧钢带传动片两端分别与离合器和压盘以铆钉或螺栓联结，传动片弹性允许其作轴向移动。

当发动机驱动时，传动片受拉，当拖动发动机时，传动片受压。

弹性传动片驱动方式的结构简单，压盘与飞轮对中性能好，使用平衡性好，工作可靠，寿命长。

但反向承载能力差，汽车反拖时易折断传动片，故对材料要求较高，一般采用高碳钢。

前言小结：解放牌CA1040属于轻型载货汽车，结合离合器中从动盘的选择、压紧弹簧和布置形式的选择、膜片弹簧的支承形式的选择、压盘的驱动形式的选择以及实际运用中驾驶员操纵方便，便于维修，离合器工作可靠等方面，本文货车离合器选用膜片弹簧式带扭转弹簧减震器的离合器。

离合器主要参数的选择表一：解放CA1040离合器参数1、摩擦片的计算为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时C T应大于发动机转矩，即 (1)式中，为发动机最大转矩；为离合器的后备系数，定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，必须大于1。

发动机的最大扭矩可由式：pe e n ap T max max 9549=.........................(2) 式中：。

min /4500,75max r n Kw p p e ==a 在1.1~1.3之间，去16.1=a ，则m N T e .max 196=后备系数是离合器的重要参数，反映离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。

在选择时，应考虑摩擦片在使用中磨损后离合器仍能可靠地传递发动机最大转矩、阻止离合器滑磨时间过长、防止传东西过载以及操纵轻便等因素。

通常轿车和轻型货车75.1~2.1=β。

结合设计实际情况5.1=β。

则有β可有表二查的5.1=β。

表二：离合器后备系数的取值范围maxe c T T β=m ax e T βββ摩擦片的外径可有式：max e D T K D = (3)D K 为直径系数，取值见表三，去16=D K 得mm D 11.221=。

表三：直径系数取值范围摩擦片的尺寸已系列化和标准化，标准如下表（部分）：表四：离合器摩擦片尺寸系列和参数摩擦片的摩擦因数f 取决于摩擦片所用的材料及其工作温度、单位压力和滑磨速度等因素。

摩擦面数Z 为离合器从动盘数的两倍，决定于离合器所传递转矩的大小及其结构尺寸。

离合器间隙t ∆是指离合器处于正常结合状态、分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全结合，在分离轴承和分离杠杆内段之间留有的间隙。

该间隙t ∆一般为3~4mm 。

取mm t 4=∆。

表五：摩擦材料的摩擦因数f 的取值范围离合器依靠住从动部分的摩擦将发动机的转矩传递给变速器。

离合器的静摩擦力矩c T 为c cT fFZR = (4)式中，f为摩擦面间的静摩擦因数，计算时一般取0.25~0.30；F 为压盘施加在摩擦面上的工作压力；c R 为摩擦片的平均摩擦半径；Z 为摩擦面数，单片离合器的2Z =，双片离合器的4Z =。

设0p 为摩擦面承受的单位压力，且压力分布均匀，则单位摩擦面积ds （图3）上产生的单元摩擦力矩为图3 摩擦片单元摩擦面积2d T d d fP ρϕρ=.................（5） 整个摩擦面上产生的摩擦力矩为23320023R r R r T d d fp fP πρϕρπ-==⎰⎰ (6)式中，R 为摩擦片外半径；r 为摩擦片内半径。