汽车膜片弹簧离合器设计汽车设计课程设计
XX大学 《汽车设计》课程设计 题目:汽车膜片弹簧离合器设计 学院： 机电工程学院 班级： 12级车辆工程班 学号： 姓名： 所属组别： 第X组 目 录 1.离合器主要参数的确定 2 1.1离合器的功用 2 1.2本次离合器设计所选车型基本技术参数 2 1.3离合器形式的确定 2 1.4离合器主要参数的选择 3 1.4.1 离合器基本性能关系式 3 1.4.2后备系数β 4 1.4.3单位压力P0 4 1.4.4摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙△t 5 1.4.5摩擦片外径D、内径d和厚度b 5 1.5摩擦片材料选择和尺寸校核 6 1.5.1摩擦片材料选择 6 1.5.2摩擦片尺寸校核 7 2扭转减振器设计 8 2.1扭转减振器选型 8 2.2扭转减振器主要参数选择与设计计算 9 3.膜片弹簧的设计 10 3.1 膜片弹簧基本参数的选择 11 3.1.1比值H/h和h的选择 11 3.1.2 R和R/r值的选择 11 3.1.3α的选择 12 3.1.4分离指数目n和切槽宽δ1、δ2、及半径re的选取 12 3.1.5膜片弹簧小端内半径及分离轴承作用半径的确定 12 3.1.6压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定 12 3.1.7膜片弹簧工作点位置的选择 12 3.2 膜片弹簧强度计算 13 3.2.1 P-λ图 13 3.2.2强度校核 14 ___ 16 1.离合器主要参数的确定 1.1离合器的功用 离合器是汽车传动系中直接与发动机相关联的部件，其主动部分和从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可能相对转动，通过主动、从动两部分的相互作用把发动机的动力扭距传递给驱动系统，来实现汽车的起步、换挡等
功能。离合器的作用有三：一是保证汽车平稳起步，二是保证传动系换挡时工作平顺，三是防止汽车传动系过载。
1.2本次离合器设计所选车型基本技术参数 表1-1 捷达整车参数 汽车型号 捷达 GTI 16V 发动机最大功率（kw）/(r/min) 102/6100 总质量 ___（Kg） 1470 发动机最大扭矩（N.m） 167 轮胎规格 185/60VR14 最高车速（km/h） 205 车轮半径r（mm） 233.3 最高转速（r/min） 6650 主减速比 3.67 载重量（kg） 460 变速器一档传动比 3.45 1.3离合器形式的确定 目前在汽车离合器中，摩擦式离合器用得最为广泛。摩擦式离合器按结构分可分主动部分（包括飞轮、离合器盖和压盘）、从动部分（从动盘总成）、压紧机构（压紧弹簧）和操纵机构（包括分离叉、分离轴承、分离踏板和传动部件）。在膜片弹簧离合器中膜片弹簧有压紧弹簧和分离杠杆的双重作用，所以膜片弹簧离合器的结构设计主要是包括从动盘总成、膜片弹簧和压盘总成三个部分。
根据车型技术参数，此次设计所选捷达离合器为推式操纵的拉式膜片弹簧离合器。它是目前汽车离合器中比较流行的第三代产品。拉式膜片弹簧的 ___方向与推式相反，在接合位置时，膜片弹簧的大端支承离合器盖上，而以中部压紧在压盘上。它与推式相比具有许多优点：
（1）结构简化，捷达离合器盖总成中取消了膜片弹簧中间的支承各零件； （2）扭矩容量更大； （3）分离得更 ___； （4）操纵踏板更为简单； （5）使用寿命更长。
（a） (b) (c) ___前位置 ___后 分离位置 图1-1 膜片弹簧离合器工作原理示意图 1—飞轮； 2—摩擦片； 3—离合器盖； 4—分离轴承； 5—压盘； 6—膜片弹簧； 7—支撑环 1.4离合器主要参数的选择 1.4.1 离合器基本性能关系式 离合器的基本功能之一是传递力矩，因此离合器转矩容量是离合器最为基本的性能之一。通常它只能用来初步定出离合器的原始参数、尺寸，它们是否合适最终取决于试验验证。
根据摩擦力矩公式 (1-1) 式中 Tc—离合器静摩擦力矩； β—后备系数； f—摩擦因数； Z：摩擦面数； po—单位压力； D—摩擦片外径； c—内外径之比。 汽车离合器
为保证离合器在任何情况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时Tc应大于发动机最大转矩，即 Tc=βTe ___x (1-2) 有了上面的关系式，对于一定的离合器结构而言，只要合理选择其中的参数，并能满足上面的关系式，就可估算出所设计的离合器是否合适。
1.4.2后备系数β 后备系数β是离合器设计时用到的一个重要参数，它反映了离合器传递发动
机最大转矩的可靠程度。在选择时，应该要注意到下面3点： 1）离合器在摩擦片磨损后还应能正常地传递发动机的最大转矩。
2）要防止离合器滑磨过大。
3）要能防止传动系过载。
显然，如果选择的β过小，发动机的最大转矩不能正常传递； 如果选择的β过大，那么离合器尺寸过大，会导致传动系超负荷，难以操作。我们可以根据使用条件的好坏来适当地选取β的大小。在摩擦片磨损之后，离合器的压力依然能够可靠平稳，所以选取的β值可以较小； 双片离合器的β值应大于单片离合器。
表1-2 离合器后备系数β的取值范围 车型 后备系数β 乘用车及最大总质量小于6t的商用车 1.20~1.75 最大总质量为6~14t的商用车 1.50~2.25 挂车 1.80~4.00 本设计是捷达小轿车离合器的设计，故宜取小值，本次设计取β = 1.45 1.4.3单位压力P0 单位压力决定了摩擦表面的耐摩性，对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选择单位压力必须考虑离合器的工作条件、发动机后备功率大小，摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。
当摩擦片采用不同材料时，按下表范围选取： 表1-3 摩擦片单位压力的取值范围 摩擦片材料 单位压力P0 /MPa 石棉基材料 模压 0.15～0.25 编织 0.25～0.35 粉末冶金材料 铜基 0.35～0.50 铁基 金属陶瓷材料 0.70～1.50 根据车型的具体参数此次设计选用石棉基编织材料，取=0.30MPa。
1.4.4摩擦因数f、摩擦面数Z和离合器间隙△t 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。各种摩擦材料的摩擦因数f的取值范围见下表。
表1-4 摩擦材料的摩擦因数f的取值范围[3] 摩 擦 材 料 摩擦因数 石棉基材料 模压 0.20～0.25 编织 0.25～0.35 粉末冶金材料 铜基 0.25～0.35 铁基 0.35～0.50 金属陶瓷材料 0.4 本次设计采用石棉基编织材料，所以取f = 0.30 。
摩擦面数Z为离合器从动盘数是的两倍，决定于离合器所需传递转矩的大小及其结构尺寸。本次设计为单片离合器 ，故Z = 2 。
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端之间留有的间隙。该间隙△t一般为3～4mm 。本次设计取△t =3 mm 。
1.4.5摩擦片外径D、内径d和厚度b 摩擦片外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。