目录
前言 (1)
第1章绪论 (2)
1.1离合器的发展概况 (2)
1.2离合器的功用及分类 (3)
1.2.1 离合器的基本功用 (3)
1.2.2 离合器的分类 (4)
1.3对离合器的基本要求 (4)
第2章方案论证 (4)
2.1离合器车型的选定 (4)
2.2确定离合器的结构型式 (5)
2.2.1摩擦离合器机构型式的选择 (5)
2.2.2从动盘数及干、湿式的选择 (5)
2.2.3压紧弹簧的结构型式及布置 (6)
2.2.4压盘的驱动方式 (9)
2.2.5从动盘数的选择 (10)
第3章设计计算及参数的选择 (10)
3.1离合器主要参数的选择 (10)代步汽车
3.2膜片弹簧设计 (14)
3.3离合器盖总成设计 (21)
3.3.1 离合器盖设计 (21)
3.3.2 压盘结构设计 (23)
3.4扭转减振器的设计 (24)
3.4.1 扭转减振器的功能 (24)
3.4.2 扭转减振器的结构类型 (24)
3.4.3 扭转减振器主要参数的选择 (25)
3.5离合器主要零件的设计计算 (29)
致谢 (35)
参考文献 (35)
前言
进入二十一世纪以来，随着社会节奏的加快以及国民整体生活水平的提升，人们对汽车的依赖程度越来越高，市场对汽车的需求量越来越高。汽车作为一种交通工具，在日常里几乎支配着人们的生活。随着人们生活质量的提高，汽车已不是单纯“代步”工具，不仅是人民生活的物质需求，也是精神需求。在人们日常交际、工作当中，汽车发挥着不可否定的重大作用。在很大程度上，加快了社会节奏的步伐，促进了市场经济的发展以及人民精神文明的提高，开创了一个崭新的“汽车世纪”。
近年来，人们对汽车的要求越来越高，不仅仅在整体性能、内饰及配置上提出了更高要求，更是引出了“人性化设计”这一名词。当代汽车正趋向高性能、低油耗、高度人性花设计等方向发展。为满足汽车行驶时高性能、高稳定性、高舒适性等要求，就需要一套完整复杂的传动系统，包括发动机、离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器和驱动轮传动装置（半轴）等部件。离合器作为一个动力传输的中介部件，攸关着汽车的整体性能，在工况复杂、过载等情况下，更突出在整车中重要地位。随着汽车性能的高度提高，以及汽车电子技术的同步高速发展，人们对汽车离合器的要求也越来越高。当今汽车离合器已普及为膜片弹簧离合器，近年来，也初步由推式向拉式发展。为了更具人性化，近年来，对膜片弹簧离合器摩擦片厚度自动报警装置的研究，也成为了针对离合器研究的主要课题之一。
在整个传动系统中，离合器的功用是依靠摩擦产生摩擦力来传递动力的。摩擦过程中，摩擦片会不断磨损而变薄。当摩擦片磨损到一定程度后，须对其进行处理或更换摩擦片。然而，在传统离合器中，很难对已磨损了的摩擦片进行及时处理或更换。因此，这就需要一个报警装置来及时提醒驾驶员更换已损摩擦片。鉴于以上情况，根据目前汽车的发展状况、人们的需求以及目前国内技术水平，结合实际，编者设计了带摩擦片厚度报警器的离合器。
根据离合器的工作原理，针对长安奔奔1.3L豪华型轿车车型，本设计在传统离合器的基础上进行了创新改进。经过四年的专业知识学习以及设计期间对设计相关理论的学习与钻研，我已较好地掌握了力
学、机械以及与汽车相关的理论知识。在设计中，我本着严谨的科学态度和实事求是的思维理念，做到了每一个数据都有据可查，在绘图上每一条线段都有据可依。
编者对本书的编写、校订中，难免百密一疏，恳请读者批评指正。
第一章绪论
以内燃机为动力的汽车机械传动系中，离合器是作为一个独立的总成而存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。为各类汽车所广泛采用的摩擦离合器，实际上是一种依靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力切能分离的机构。它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、操纵机构等四部分。
第一节离合器的发展概况
在采用离合器的传动系统中，早期离合器的结果形式是锥形摩擦离合器。锥形摩擦离合器传递扭矩的能力，比相同直径的其他结构形式的摩擦离合器要大。但是，其最大的缺点是从动部分的转动惯量太大，引起变速器换挡困难。而且这种离合器在接合时也不够柔和，容易卡住。
此后，在油中工作的所谓湿式的多片离合器逐渐取代了锥形摩擦离合器。但是多片湿式摩擦离合器的片与片之间容易被油粘住（尤其是在冷天油液变浓时更容易发生），导致分离不彻底，造成换挡困难。
所以它又被干式所取代。多片干式摩擦离合器的主要优点是由于接触面数多，故接合平顺柔和，保证了汽车的平稳起步。但因片数较多，从动部分的转动惯量较大，还是感到换挡不够容易。另外，中间压盘的通风散热不良，易引起过热，加快了摩擦片的磨损甚至烧伤和破裂。如果调整不当还可能引起离合器分离不彻底。多年的实践经验使人们逐渐趋向于采用单片干式摩擦离合器。它具有从动部分转动惯量小，散热性好，结构简单，调整方便，尺寸紧凑，分离彻底等优点。而且只要在结构上采取一定措施，也能使其接合平顺。因此，它得到了极为广泛的应用。
如今，单片干式摩擦离合器在结构设计方面也相当完善：采用具有轴向弹性的从动盘，提高了离合器的接合平顺性；离合器中装有扭转减振器，防止了传动系统的共振，减少了噪音；以及采用了摩擦较小的分离杆机构等。另外，采用了膜片弹簧做为压簧，可同时兼起到分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。膜片弹簧和压盘的环行接触，可保证压盘上的压力均匀。由于膜片弹簧本身的特性，当摩擦片磨损时，弹簧的压力几乎没有改变，且可减轻分离离合器时所需要的踏板力。
为了提高离合器的传扭能力，在重型汽车上多采用多片干式离合器。此外，近年来由于多片湿式离合器在技术上的不段改善，在国外的某些重型牵引汽车和自卸车上又开始采用多片湿式离合器，并有不断增加的倾向。与干式离合器相比，由于用油泵进行强制制冷的结果，摩擦表面的温度较低（不超过93°C）。因此，允许起步时长时间地打滑或用高档起步而不致烧损摩擦片，具有良好的起步能力。据
说这种离合器的使用寿命可达干式离合器的五、六倍。
为了实现离合器的自动操纵，有自动离合器。采用自动离合器时可以省去离合器踏
板，实现汽车的“双踏板”操纵。与其他自动传动系统（如液力传动）相比，它具有结构简单，成本低廉及传动效率高的优点。因此，在欧洲小排量汽车上曾得到广泛的应用。但是在现有自动离合器的各种结构中，离合器的摩擦力矩的力矩调节特性还不够理想，使用性能不尽完善。例如，汽车以高档低速上坡时，离合器往往容易打滑。因此必须提前换如低档以防止摩擦片的早期磨损以至烧坏。这些都需要进一步改善。
随着汽车运输的发展，离合器还要在原有的基础上不断改进和提高，以适应新的使用条件。从国外的发展动向来看，近年来汽车的性能在向高速发展，发动机的功率和转速不断提高，载重汽车趋向大型化，国内也有类似的情况。此外，对离合器的使用要求也越来越高。所以，增加离合器的传扭能力，提高其使用寿命，简化操作，已经成为目前离合器的发展趋势。
第二节离合器的功用及分类
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箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可以根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机和变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。
（一）离合器的基本功用
1）保证汽车平稳起步
起步前汽车处于静止状态，如果发动机与变速器是刚性连接的，一旦挂上档，汽车将由于突然接上动力而突然前冲。不但会造成机件的损伤，而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力，使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速器分离，然后离合器逐渐接合。由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着打滑现象，可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大，而汽车的驱动力也逐渐增大，从而使汽车平稳地起步。
2）便于换挡
汽车行驶过程中，经常要换用不同的档位，以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速器暂时分离。那么，变速箱中啮合的传动齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿面间的压力很大而难以分开。另一对待啮合的齿轮会因二者圆周速度不等而难以啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击，很容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后再进行换档，则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面间的压力大大减小，就容易分开。而待啮合的另一对齿轮，由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小，采用适合的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等，从而避免或减轻齿轮间的冲击。
3）防止传动系过载
汽车紧急制动时，车轮突然急剧降速，而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性，仍然保持原有的转速，这往往会在传动系中产生远大于发动机转矩的惯性矩，使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠摩擦力来传递扭矩的，所以当传动系内载荷超过摩擦力所能传递的转矩时，离合器的主、从动部分就会自动打滑，因而起到了防止传动系过载的作用。
由上述可知，欲使离合器起到以上几个作用，它就应该是这样的一个传动机构：其主动部分可以暂时分离，又可以逐渐接合，并且在传动过程中还要有相对运动。所以离合器的主动部分和从动部分之间不可采用刚性连接。应借用两者接触面之间的摩擦作用来传递扭矩（摩擦离合器），或者利用液体作为传动介质（液力偶合器），或是利用磁力传动（电磁离合器）。在离合器中，为产生摩擦所需要的压紧力，可以是弹簧力、液压作用力或电磁力。但是目前汽车上采用比较广泛的是用弹簧压紧的摩擦离合器（通常称为摩擦离合器）。
（二）离合器的分类
在机械传动系中，离合器按其传递转矩的方式分类，除了摩擦式外还有电磁（磁粉）式，后者是靠本身的电磁力来传递转矩的；按操纵方式分类，又可以分为强制式和自动式两种。摩擦式又有单、双、多片式及干湿式之分。
第三节对离合器的基本要求
1）既能可靠地传递发动机最大转矩有能防止传动系过载；
2）接合完全且平顺、柔和，使汽车起步时无抖动、无冲击，分离彻底、迅速；
3）工作性能（最大摩擦力矩或后备系数）稳定，即作用在摩擦片上的总压力不应因摩擦表面的磨损而有明显的变化，摩擦系数在离合器工作过程中应力求稳定；
4）从动部分的转动惯量要小，以减小挂档时的齿轮冲击并方便挂档；
5）能避免或衰减传动系的扭振，具有吸收振动、冲击和降低噪音的功能；
6）通风散热性良好；
7）操纵轻便；
8）具有足够的强度，工作可靠、使用寿命长；
9）九力求结构简单、紧凑，制造工艺性好，维修方便；
10）设计时要注意对旋转件的动平衡要求和离心力的影响。
第二章方案论证
第一节离合器车型的选定
本设计主要针对轿车是轻型车车型，故最好选定的车型为长安奔奔1.3L豪华型，该车主要参数如下表：
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