汽车离合器的设计

汽车离合器的设计内容摘要：

图 22 膜片弹簧 离合器 1飞轮 2摩擦片 3压盘 4膜片弹簧 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 ,本次设计采用膜片弹簧离合器。 、推式的选择分析 膜片弹簧式离合器的结构形式有拉式和推式两种： 支撑结构又可分为双支撑环式、单支撑环式、无支撑环式： 7 ①双支撑环式（图 23） 图 23 双支撑环式 ② 单支撑环式（图 24） 图 24 单支撑环式 ③无支撑环式（图 25） 图 25 无支撑环式 8 ： 拉式膜片弹簧的支撑分两种 ， 如图 26（ a）是无支撑环，（ b）是单支撑环 图 26拉式膜片弹簧离合器支撑形式 离合器 比较 与推式膜片弹簧离合器相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点 [5]：拉式膜片弹簧离合器取消了中 间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更小；拉式膜片弹簧是以中部与鸦片相压，在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力的与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构；再结合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率更高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承少，减少了摩擦损失，传动效率高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一般可减少约 25%~ 30%； 无论在结合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧打断与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和噪音；使用寿命更长。 但是，拉式膜片弹簧的分离指与分离轴承套筒总成嵌装在一起的，需采用专门的分离轴承，结构复杂，安装拆卸较困难。 由于拉式膜片弹簧离合器综合性能优越，目前在各种汽车中的应用日趋广泛。 本次设计采用双支撑环推式膜片弹簧。 — 窗孔式 凸块 — 窗孔式，离合器盖用螺栓固定在飞轮上，在盖上开有长方形的窗口，压盘上则铸有相应的凸台，凸台 伸进盖上的窗口，由离合器盖带动压盘。 考虑到摩擦片磨损后压盘 9 将向前移，因此在设计新离合器时，应使压盘凸台适当高出盖上窗口以外，以保证摩擦片磨损至极限时仍能可靠传动。 传力片式由弹簧钢带制成的传力片 (图 27)，一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上。 它一般都是沿圆周切向布置，改善传力片的受力状况。 这种传力片的连接方式还简化了压盘的结构，降低了对装配精度的要求，并且还有利于压盘的定中。 图 27 传力片 从动片沿半径方向开槽， 将外缘部分分割成许多扇形 （图 28） ，并将扇形部分冲压成依次向不同方向弯曲的波浪形，使其具有轴向弹性。 两边的摩擦片则分别铆在扇形片上。 在离合器接合时，从动片被压紧，弯曲的波浪形扇形部分逐渐被压平，从动盘摩擦片所传递的转矩逐渐增大，使接合过程（即转矩增长过程）较平顺、柔和。 整体式弹性从动片根据从动片尺寸的大小可制成 6～ 12个切槽。 这种切槽还有利 于减少从动片的翘曲。 为了进一步减小从动片的刚度，增加其弹性，常 将扇形部分与中央部分的连接处切成 T形槽。 10 图 28 整体式弹性从动片 从 动片采用分开式结构（图 29)从动片，（图 210）波形片，分开做成两件，然后再用铆钉将其铆在一起 由于波形弹簧片是由同一模具冲制而成，故其刚度比较一致。 另外，这种结构的从动片也较容易得到较小的转动惯量。 图 29 分开式弹性从动片结 图 210 波形片 通过上述各个方案的优缺点比较结合参考车型。 本次设计为 选用干式离合器 不考虑湿式离合。 从动盘数的选择，由于该车型为乘用车，总质量较小，所以可以选用单片式，使离合器结构相对简单，轴向尺寸紧凑。 压紧弹簧和布 置形式的选择， 采用膜片弹簧离合器是因为膜片弹簧离合器具有很多优点：首先，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此可设计成当摩擦片磨损后，弹簧压力几乎可以保持不变，且可减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对的，因此其压力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著地缩短了其轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，磨损均匀，也易 于实现良好的散热通风等。 而推式膜片弹簧离合器，在安装和维修方面较为容易。 压盘的驱动方式，选择传力片方式，传力片方式设计简单，传力片的弹性允许其作轴向移动，与压盘的对中性能好，使用平衡性好，工作可靠，帮命长。 从动片的结构选择，选用分开 式弹性从动片可以更 11 好的保证从动片能达到轴向弹性的要求。 综上 所述 本次设计选择 单片推式膜片弹簧离合器。 第 三 章 设计计算及参数选择 离合器主要参数的选择 摩擦片的设计 1）离合器摩擦片在性能上应满足如下要求： ①摩擦因数较高且较稳定，工作温度、单位压力、滑磨速度的变化对其影 响要小。 ②具有足够的机械强度与耐磨性。 ③密度要小，以减小从动盘的转动惯量。 ④热稳定性要好，在高温下分离出的粘合剂少，无味，不易烧焦。 ⑤磨合性能好，不致刮伤飞轮。