离合器设计(推式膜片弹簧)

辽宁工业大学

汽车设计课程设计（论文）题目： 1.6LMT马自达3轿车离合器设计

院（系）：汽车与交通工程学院

专业班级：车辆工程075

学号：071201127

学生姓名：张相坤

指导教师：王天利

教师职称：教授

起止时间：2012.1.8～2012.2.25

课程设计（论文）任务及评语

目录

第1章离合器设计的目的和要求 (1)

1.1离合器设计的目的 (1)

1.2离合器设计的要求 (1)

第2章离合器设计的内容和方案的分析与确定 (2)

2.1离合器设计的内容 (2)

2.2离合器方案的分析与确定 (2)

第3章主要零部件设计计算和验算的简要过程 (5)

3.1 摩擦片的设计 (5)

3.2 离合器基本参数的优化 (7)

3.3 膜片弹簧的设计 (10)

第4章主要部件结构设计说明 (15)

4.1从动盘总成的设计 (15)

4.2离合器盖和压盘的方式选择 (16)

4.3分离轴承的选择 (17)

4.4离合器的通风散热 (17)

4.5扭转减振器的设计 (17)

4.6离合器的操纵机构选择 (21)

第5章经济、技术分析及对设计所作的简要评语 (22)

5.1经济、技术分析 (22)

5.2简评 (22)

参考文献 (23)

致谢 (24)

附录 (25)

第1章离合器设计的目的和要求

1.1离合器设计的目的

离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件，按其功能要求，在结构上主要由主动部分 (发动机飞轮、离合器盖和压盘等)、从动部分 (从动盘)压紧机构 (压紧弹簧)和操纵机构 (分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等)等组成。主要作用是保证汽车起步平稳，保证传动系统换挡时工作平顺，防止传动系统过载等，本次马自达3轿车离合器设计的目的是通过本课程设计，掌握膜片弹簧压紧型式的离合器的设计方法、步骤，进一步了解离合器的工作状况和性能，提高机械产品的设计能力。

1.2离合器设计的要求

摩擦式离合器的结构类型非常多，而且有多种组合方式，但不管哪种结构类型，也不管什么组合方式，对它们的使用要求是一致的。

1. 能可靠地传递发动机的最大转矩，并有转矩储备。

2. 接合平顺柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。

3．分离迅速、彻底。

4．离合器从动部分转动惯量要小，以减轻换挡齿轮间的冲击，便于换挡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散热效果，以保证工作温度不致过高。

6．应使传动系避免扭转共振，并具有吸收振动、缓和冲击和减小噪声的能力。

7．操纵轻便、准确。

8．作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能。

9．应有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、寿命长。

10．结构应简单、紧凑、质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。

第2章离合器设计的内容和方案的分析与确定

2.1离合器设计的内容

离合器设计包括以下几个方面：

a：摩擦片的设计

b：膜片弹簧的设计

c：扭转减震器的设计

d：弹簧、从动盘毂、压盘、离合器盖等的设计

但本次设计中需要提前确定一些所涉及离合器的条件，其中包括从动盘数的选择、压盘的驱动方式等等。

2.2离合器方案的分析与确定

2.2 .1从动盘数的选择

根据从动盘数分离合器可分为单片、双片和多片。

单片离合器具有结构简单，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，分离彻底、接合较平顺等优点。轿车和微型、轻型货车发动机的最大转矩一般不大，在布置尺寸允许时离合器通常只设有一片从动盘。

双片离合器由于摩擦面数增加一倍，因而传递转矩的能力较大；在传递相同转矩的情况下，径向尺寸较小，踏板力较小，另外接合较为平顺。但中间压盘通风散热不良，两片起步负载不均，因而容易烧坏摩擦片，分离也不够彻底。这种结构一般用在传递转矩较大且径向尺寸受到限制的场合。

多片离合器多为湿式。它有分离不彻底、轴向尺寸和质量大等缺点。（以往主要用于行星齿轮变速器换挡机构中）但它具有接合平顺柔和、摩擦表面温度较低、磨损较小、使用寿命长等优点。主要应用于重型牵引车和自卸车上。

由于本设计的车是轿车，最大转矩为146Mpa。转矩相对较小，在布置上也较为合理，所以选择单片离合器即可。

2.2.2压紧弹簧和布置形式的选择

膜片弹簧离合器中的膜片弹簧是一种具有特殊结构的碟形弹簧。膜片弹簧具有较理想

的非线性特性。新离合器在结合状态时，膜片弹簧工作点一般取在凸点和拐点之间，接近或在拐点处，以保证摩擦片在最大摩擦限度范围内压紧力变化不大。分离时膜片弹簧从工作点到分离点。为最大限度减少踏板力，分离点尽量靠近拐点。膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少。其质量小。高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定，而圆柱螺旋弹压紧力则明显下降。由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命。易于实现良好的通风散热，使用寿命长。平衡性好。有利于大批量生产，降低制造成本。

斜置弹簧离合器的弹簧压力斜向作用在传力动盘上，并通过压杆作用在压盘上。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具有工作性能稳定、踏板力较小的突出优点。此结构在重型汽车上已有采用。

周置弹簧离合器的压紧弹簧均采用圆柱螺旋弹簧其特点结构简单、制造容易。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。此结构轴向尺寸较大。由于可选较大的杠杆比，因此可得到足够的压紧力，且有利于减小踏板力，使操纵轻便。压紧弹簧不与压盘直接接触，不会使弹簧受热退火，通过调整垫片或螺纹容易实现对紧力的调整。这种结构多用于重型汽车上。

膜片弹簧优点突出，而近年来，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，本次设计的离合器选用膜片弹簧离合器。

拉式膜片弹簧离合器，其膜片弹簧的安装方向与推式相反。在接合时，膜片弹簧的大端支承在离合器盖上，而以中部压紧在压盘上，将分离轴承向外拉离飞轮。近几年中由于拉式被广泛应用。但拉式膜片弹簧的分离是与分离轴承套筒装在一起，需要采用撞门的分离轴承，结构胶复杂，安装和拆卸比较困难，所以本次设计采用推式膜片弹簧。

2.2.3压盘的驱动方式的选择

压盘的驱动方式主要有凸块一窗孔式、销钉式、键块式和传动片式等几种。前三种的共同缺点是在联接件之间都有间隙，在驱动中将产生冲击和噪声，而且在零件相对滑动中有摩擦和磨损，降低了离合器传动效率。传动片式是近年来广泛采用的结构，沿周向布置的三组或四组钢带传动片两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接，传动片的弹性允许其作轴向移动。当发动机驱动时，钢带受拉；当拖动发动机时；钢带受压。此结构中压盘与飞轮对中性能好，使用平衡性好，使用可靠，寿命长，但反向承载能力差，汽车反