1.1 离合器的功能
离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件，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，在离合器的具体结构上，首选，在保证传递发动机最大转矩的前提下，应满足两个基本要求：首先，分离彻底、接合柔和。其次，离合器从动部分的转动惯量要尽可能的小。此外，还要求离合器散热良好。
1.2 离合器的类型
膜片弹簧推式离合器
1.3 离合器的工作原理
见打印纸
1.4 对离合器的要求
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3章 主要零部件设计计算和验算的简要过程
3.1 摩擦片的设计
3.1 离合器设计所需数据
表3.1 离合器原始数据长城酷熊 09款1.5豪华型的主要参数
汽车型号 | 长城酷熊 09款1.5豪华型 | ||
发动机最大功率 | 整备质量 | ||
发动机最大扭矩 | 轮胎规格 | ||
最高车速 | 车轮半径 | ||
最高转速 | 后桥主减速器比 | ||
载重量 | 变速器挡的传动比 | ||
3.2 摩擦片主要参数的选择
采用单片摩擦离合器是利用摩擦来传递发动机扭矩的，为保证可靠度，离合器静摩擦力矩应大于发动机最大扭矩
摩擦片的静压力：
（3.1）
3.3 摩擦片基本参数的优化
（1）摩擦片的内、外径比应在0.53～0.70范围内，即
0.53
（2）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。
（3）为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器振器弹簧位置直径约50mm，即
mm
（4）为反映离合器传递的转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值，即
= （3.7）式中，[]为单位摩擦面积传递的转矩(N.m/mm2)，可按表3.6选取
＝
=0.00298(N. /),合格。
表3.7 单位摩擦面积传递转矩的许用值
离合器规格 | ||||
0．28 | 0．30 | 0．35 | 0．40 | |
（5）为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，对于不同车型，单位压力的最大范围为0.11～1.50MPa,即
（6）为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤,离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值,即
（3.8）
式中,为单位摩擦面积滑磨(J/mm2)；为其许用值(J/mm2)，对于乘用车：J/mm2，对于最大总质量小于6.0t的商用车：J/mm2，对于最大总质量大于6.0t商用车：J/mm2：W为汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功（J），可根据下式计算
（3.9）
式中，为汽车总质量(Kg)；为轮胎滚动半径（m）；为汽车起步时所用变速器挡位的传动比；为主减速器传动比；为发动机转速r/min，计算时乘用车取r/min，商用车取r/min。代入数据到式（3.9）得W=14118.9J，代入式（3.8）得，合格。
3.3 膜片弹簧的设计
（一）膜片弹簧的基本参数的选择
（1）比值和h的选择
为了保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽车离合器用膜片弹簧的一般为1.5～2.0，板厚h为2～4mm
故初选h=2.6mm, =1.5则H=3.9，h=2.6mm。
（2）比值和R、r的选择
由于摩擦片平均半径Rc=， （3-6）
对于推式膜片弹簧的r值，应满足关系RRc=91.25mm。
故取R=100mm，再结合实际情况取R/r=1.25，则r=80mm。R1=98mm r=82mm
（3）α的选择
α＝arctanH/(R-r)=arctan3.9/(100-80)≈11° （3-7）
故满足9°～15°的范围。
（4）分离指数目n的选取
取为n=18。
由于R1和r1需满足下列条件[2]：
故选择R1＝98mm， r1＝82mm。
（6）膜片弹簧小端内半径及分离轴承作用半径的确定
3.5（3-8）
＝20mm,再取分离轴承＝24mm。
推式2.3（3-9）
(7)切槽宽度δ1、δ2及半径
取δ1＝3.2mm, δ2=10mm,满足r->=δ2,则<=r-δ2=80-10=70mm
故取＝70mm。
4章 主要部件结构设计说明
4.1从动盘总成的设计
4.1.1从动盘毂
从动盘毂轴向长度不宜过小[2]，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底，一般取1.0～1.4倍的花键轴直径。故取从动盘毂轴向长度取为1.4d=1.4×26=36mm。从动盘毂的材料选取45钢，并经调质处理，表面和心部硬度一般26～32HRC。为提高花键内孔表面硬度和耐磨性，采用镀铬工艺，对减振弹簧窗口及与从动片配合处进行高频处理。根据摩擦片的外径D的尺寸及表4.1查出从动盘毂花键的尺寸。由于D=225mm,则查表4.1 离合器从动盘毂花键尺寸系列表可得，花键尺寸：齿数n=10， 外径=32mm, 内径＝26mm 齿厚t=4mm,有效齿长l=30mm, 积压应力=11.5Mpa
4.1.2 从动片
从动片要求质量轻，具有轴向弹性，硬度和平面度要求高。
材料选用中碳钢板50钢，厚度为取为2mm，表面硬度为35～40HRC。
4.1.3 波形片和减振弹簧
波形片采用65Mn，厚度取为0.8mm，硬度为40～46HRC，并经过表面发蓝处理。减振弹簧用60Si2MnA弹簧钢丝。
4.2离合器盖和压盘的方式选择
4.2.1 离合器盖
离合器盖是离合器的主动件之一，它与飞轮固定在一起，通过它传递发动机的一部分转矩给压盘。此外它还是离合器压紧弹簧和分离杆的支承壳体。因此它需要具有足够的刚度，板厚取4mm，乘用车离合器盖用10钢等低碳钢板。
4.2.2 压盘
（1）压盘传动方式的选择
由于传统的凸台式连接方式、键式连接方式、销式连接方式存在传力处之间有间隙的缺点，故选择已被广泛采用的传动片传动方式。
另选用膜片弹簧作为压力弹簧时，则在压盘上铸有一圈凸起以供支承膜片弹簧或弹性压杆之间。
（2）压盘几何尺寸的确定
前面已经分析了如何确定摩擦片的内、外径尺寸。当摩擦片的尺寸确定后，与它配合工作的压盘内、外径尺寸也就基本确定下来了。这样，压盘几何尺寸最后归结为如何确定它的厚度。
压盘厚度的确定主要依据以下两点：一是压盘应有足够的质量；二是压盘应具有较大的刚度。为满足上述要求压盘应做得厚些，本次设计采用20mm。
（3）传动片
传动片的作用是在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转，分离时，又可利用它的弹性来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。
传动片采用3组，每组3片的形式，具体尺寸为，宽a=25mm，厚b=1mm，两孔间距为l=20mm，孔直径为d=10mm，传动片弹性模量E=2MPa。
由于各传动片沿圆周均匀分布，它们的变形不会影响到压盘的对中性和离合器的平衡性。
4.3分离轴承的选择
由于=5700r/min,离心力造成的径向力很大，因此采用调心式角接触球轴承。
4.4离合器的通风散热
由于离合器尺寸小，在离合器盖上开通风窗口即能满足离合器通风散热的要求。
4.5离合器种类的选择
根据设计方案的分析，确定采用单片膜片弹簧离合器。
4.6分离时离合器受力形式的选择
由于小轿车质量轻，推式优点多，所以采用推式。
4.8离合器的操纵机构选择
4.8.1对离合器操纵机构的要求
1）踏板力要尽可能小，乘用车一般在80-150N范围内，商用车不大于150-200N。
2）踏板行程一般在80-150mm范围内，最大不应超过180mm。
3）应有踏板行程调节装置，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可以复原。
4）应有踏板行程限位装置，以防止操纵机构的零件因受力过大而损坏。
5）应有足够的刚度。汽车离合器图片
6）传动效率要高。
7）发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。
8）工作可靠，寿命长，维修保养方便。
4.8.2离合器操纵机构的型式及确定
按照操纵离合器的能源划分，离合器操纵机构分为人力式、助力式和动力式三种。按传动方式划分，离合器操纵机构有机械、液压和气压三种。
机械式离合器操纵机构有杆系传动装置和钢丝绳索传动装置两种。杆系传动装置中关节点多，所以摩擦损失大。车身和车架的变形会影响其工作。当离合器需要远距离操纵时，较难合理安排杆系。钢丝绳索传动结构简单，装置布置灵活，不受车身和车架变形的影响，但传递的力比较小。
液压式离合器操纵机构具有摩擦阻力小，传递效率高，接合平顺等优点。它结构比较简单，便于布置，不受车身和车架的变形的影响，是比较普遍采用的一种操纵型式。
由于机械操纵式操纵机构结构简单，工作可靠广泛应用于各种汽车，所以我设计的小轿车采用机械操纵式杆系操纵机构。
第5章 经济、技术分析及对设计所作的简要评语
5.1经济、技术分析
本离合器设计，在实际操作使用中，接合可靠分离彻底、动作迅速、操纵灵活、适应性强、分离与接合平稳无冲击；在结构设计造价和生产方面，离合器设计结构简单,实际加工制造容易,材料和加工成本低；在使用安全和寿命上，本设计工作安全、动力传动效率高、使用寿命
长；在产品设计性能上，本设计重量轻、慢性小、外形尺寸小、散热能力强、调整维修方便，且维修保养成本低。
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