離合器設(shè)計更新版

1、離合器設(shè)計更新版 離合器設(shè)計離合器設(shè)計 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 第二節(jié)第二節(jié) 離合器的結(jié)構(gòu)方案分析離合器的結(jié)構(gòu)方案分析 第三節(jié)第三節(jié) 離合器主要參數(shù)的選擇離合器主要參數(shù)的選擇 第四節(jié)第四節(jié) 離合器的設(shè)計與計算離合器的設(shè)計與計算 第五節(jié)第五節(jié) 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計 第六節(jié)第六節(jié) 離合器的操縱機(jī)構(gòu)離合器的操縱機(jī)構(gòu) 第七節(jié)離合器的結(jié)構(gòu)元件第七節(jié)離合器的結(jié)構(gòu)元件 離合器設(shè)計更新版 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí) 1.離合器的功用？離合器的功用？ 2.摩擦離合器的基本組成部件有哪些？摩擦離合器的基本組成部件有哪些？ 離合器設(shè)計更新版 離合器的主要功能是切斷和實(shí)現(xiàn)對傳動系的動離合器的主要功能

2、是切斷和實(shí)現(xiàn)對傳動系的動 力傳遞。主要作用：力傳遞。主要作用： (1)汽車起步時將發(fā)動機(jī)與傳動系平順地接合，汽車起步時將發(fā)動機(jī)與傳動系平順地接合， 確保汽車平穩(wěn)起步；確保汽車平穩(wěn)起步； (2)在換擋時將發(fā)動機(jī)與傳動系分離，減少變速在換擋時將發(fā)動機(jī)與傳動系分離，減少變速 器中換擋齒輪之間的沖擊；器中換擋齒輪之間的沖擊； (3)限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系 各零件因過載而損壞；各零件因過載而損壞； (4)有效地降低傳動系中的振動和噪聲。有效地降低傳動系中的振動和噪聲。 離合器設(shè)計更新版 摩擦離合器基本組成摩擦離合器基本組成 摩擦離合器主要由主動部分（

3、發(fā)動機(jī)飛摩擦離合器主要由主動部分（發(fā)動機(jī)飛 輪、離合器蓋和壓盤等）、從動部分（從動輪、離合器蓋和壓盤等）、從動部分（從動 盤）、壓緊機(jī)構(gòu)（壓緊彈簧）和操縱機(jī)構(gòu)（分盤）、壓緊機(jī)構(gòu)（壓緊彈簧）和操縱機(jī)構(gòu)（分 離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動部件等）離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動部件等） 四部分組成。四部分組成。 主、從動部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處主、從動部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處 于接合狀態(tài)并能傳遞動力的基本結(jié)構(gòu)。操縱機(jī)于接合狀態(tài)并能傳遞動力的基本結(jié)構(gòu)。操縱機(jī) 構(gòu)是使離合器主、從動部分分離的裝置。構(gòu)是使離合器主、從動部分分離的裝置。 離合器設(shè)計更新版 汽車離合器設(shè)計的基本要求汽車離合器設(shè)計的

4、基本要求 1）在任何行駛條件下，能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。）在任何行駛條件下，能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。 2）接合時平順柔和，保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。）接合時平順柔和，保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。 3）分離時要迅速、徹底。）分離時要迅速、徹底。 4）從動部分轉(zhuǎn)動慣量小，減輕換擋時變速器齒輪間的沖）從動部分轉(zhuǎn)動慣量小，減輕換擋時變速器齒輪間的沖 擊。擊。 5）有良好的吸熱能力和通風(fēng)散熱效果，保證離合器的使）有良好的吸熱能力和通風(fēng)散熱效果，保證離合器的使 用壽命。用壽命。 6）避免傳動系產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)共振，具有吸收振動、緩和沖擊）避免傳動系產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)共振，具有吸收振動、緩和沖擊 的能力。的

5、能力。 7）操縱輕便、準(zhǔn)確。）操縱輕便、準(zhǔn)確。 8）作用在從動盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用）作用在從動盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用 過程中變化要盡可能小，保證有穩(wěn)定的工作性能。過程中變化要盡可能小，保證有穩(wěn)定的工作性能。 9）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動平衡。）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動平衡。 10）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊，制造工藝性好，維修、調(diào)整方便）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊，制造工藝性好，維修、調(diào)整方便 等。等。 離合器設(shè)計更新版 第二節(jié)第二節(jié) 離合器的結(jié)構(gòu)方案分析離合器的結(jié)構(gòu)方案分析 現(xiàn)代汽車上，應(yīng)用最廣泛的離合器是干式盤形摩擦離合現(xiàn)代汽車上，應(yīng)用最廣泛的離合器是干式盤形摩擦離合 器。器。

6、按從動盤按從動盤 數(shù)目數(shù)目 摩擦離合器分類摩擦離合器分類 單片單片 雙片雙片 多片多片 按壓緊彈簧按壓緊彈簧 布置形式布置形式 圓周布置圓周布置 中央布置中央布置 斜向布置斜向布置 按壓緊彈簧按壓緊彈簧 形式形式 圓柱螺旋彈簧圓柱螺旋彈簧 圓錐螺旋彈簧圓錐螺旋彈簧 膜片彈簧膜片彈簧 按分離時所受按分離時所受 作用力的方向作用力的方向 拉式拉式 推式推式 離合器設(shè)計更新版 n周布彈簧離合器周布彈簧離合器 定義：采用若干定義：采用若干 個螺旋彈簧作為個螺旋彈簧作為 壓緊彈簧，并將壓緊彈簧，并將 這些彈簧沿壓盤這些彈簧沿壓盤 圓周分布的離合圓周分布的離合 器稱為周布彈簧器稱為周布彈簧 離合器。離合器

7、。 周布彈簧離周布彈簧離 合器組成合器組成 （1）主動部分）主動部分 飛輪飛輪 離合器蓋離合器蓋 壓盤壓盤 （2）從動部分）從動部分 從動盤組件從動盤組件 （3）壓緊機(jī)構(gòu)）壓緊機(jī)構(gòu) 壓緊彈簧壓緊彈簧 （4）操縱機(jī)）操縱機(jī) 構(gòu)：構(gòu)：位于離合器位于離合器 殼外與駕駛室的部殼外與駕駛室的部 分略。分略。 分離杠桿分離杠桿 分離軸承分離軸承 離合器設(shè)計更新版 n膜片彈簧離合器膜片彈簧離合器 從動盤及扭從動盤及扭 轉(zhuǎn)減振器轉(zhuǎn)減振器 飛輪飛輪 離合器殼（飛輪殼）離合器殼（飛輪殼） 壓盤及離合壓盤及離合 器蓋器蓋 膜片彈簧膜片彈簧 分離軸承分離軸承 變速器輸變速器輸 入軸入軸 定義：采用膜片定義：采用膜片

8、彈簧作為壓緊彈彈簧作為壓緊彈 簧的離合器?；傻碾x合器。 膜片彈簧材料：膜片彈簧材料： 優(yōu)質(zhì)彈簧鋼板，優(yōu)質(zhì)彈簧鋼板， 形狀：碟狀形狀：碟狀 膜片彈簧作用：膜片彈簧作用： 既是壓緊彈簧，既是壓緊彈簧， 又是分離杠桿又是分離杠桿 （在操縱機(jī)構(gòu)的（在操縱機(jī)構(gòu)的 作用下，可使壓作用下，可使壓 盤與摩擦片分開盤與摩擦片分開 離合器設(shè)計更新版 一、從動盤數(shù)的選擇一、從動盤數(shù)的選擇 圖圖2-1 單片離合器單片離合器 單片離合器結(jié)構(gòu)簡單片離合器結(jié)構(gòu)簡 單，尺寸緊湊，散單，尺寸緊湊，散 熱良好，維修調(diào)整熱良好，維修調(diào)整 方便，從動部分轉(zhuǎn)方便，從動部分轉(zhuǎn) 動慣量小，在使用動慣量小，在使用 時能保證分離徹底、時能保證

9、分離徹底、 接合平順。接合平順。 離合器設(shè)計更新版 對轎車和輕型、微型貨車而言，發(fā)動機(jī)的對轎車和輕型、微型貨車而言，發(fā)動機(jī)的 最大轉(zhuǎn)矩不大，在布置尺寸允許的條件下，最大轉(zhuǎn)矩不大，在布置尺寸允許的條件下， 離合器通常只設(shè)有一片從動盤。離合器通常只設(shè)有一片從動盤。 雙片離合器與單片離合器相比，由于摩擦雙片離合器與單片離合器相比，由于摩擦 面數(shù)增加一倍，因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大。面數(shù)增加一倍，因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大。 離合器設(shè)計更新版圖圖2-2 雙片離合器雙片離合器 雙片離合器傳雙片離合器傳 遞轉(zhuǎn)矩的能力遞轉(zhuǎn)矩的能力 較大，徑向尺較大，徑向尺 寸較小，踏板寸較小，踏板 力較小，接合力較小，接合 較為平

10、順。但較為平順。但 中間壓盤通風(fēng)中間壓盤通風(fēng) 散熱不良，分散熱不良，分 離也不夠徹底。離也不夠徹底。 離合器設(shè)計更新版 多片離合器多為濕式，它有分離不徹底、多片離合器多為濕式，它有分離不徹底、 軸向尺寸和質(zhì)量較大等缺點(diǎn)，主要用于行軸向尺寸和質(zhì)量較大等缺點(diǎn)，主要用于行 星齒輪變速器換擋機(jī)構(gòu)中。它具有接合平星齒輪變速器換擋機(jī)構(gòu)中。它具有接合平 順柔和、摩擦表面溫度較低、磨損較小，順柔和、摩擦表面溫度較低、磨損較小， 使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于重型牽引使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于重型牽引 車和自卸車上。車和自卸車上。 離合器設(shè)計更新版 二、壓緊彈簧和布置形式的選擇二、壓緊彈簧和布置形式的選擇 周置

11、彈簧離合器的壓緊彈簧采用圓柱螺旋彈簧，其特點(diǎn)周置彈簧離合器的壓緊彈簧采用圓柱螺旋彈簧，其特點(diǎn) 是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，因此應(yīng)用較為廣泛。當(dāng)發(fā)動機(jī)是結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，因此應(yīng)用較為廣泛。當(dāng)發(fā)動機(jī) 最大轉(zhuǎn)速很高時，周置彈簧由于受離心力作用而向外彎最大轉(zhuǎn)速很高時，周置彈簧由于受離心力作用而向外彎 曲，使離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力隨之降低。曲，使離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力隨之降低。 中央彈簧離合器的壓緊彈簧，布置在離合器的中心?？蛇x中央彈簧離合器的壓緊彈簧，布置在離合器的中心。可選 較大的杠桿比，有利于減小踏板力。通過調(diào)整墊片或螺紋較大的杠桿比，有利于減小踏板力。通過調(diào)整墊片或螺紋 容易實(shí)現(xiàn)對壓緊力的調(diào)整，多用于重型汽

12、車上。容易實(shí)現(xiàn)對壓緊力的調(diào)整，多用于重型汽車上。 斜置彈簧離合器的顯著優(yōu)點(diǎn)是摩擦片磨損或分離離合器斜置彈簧離合器的顯著優(yōu)點(diǎn)是摩擦片磨損或分離離合器 時，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。具有工作性能穩(wěn)時，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。具有工作性能穩(wěn) 定、踏板力較小的突出優(yōu)點(diǎn)。此結(jié)構(gòu)在重型汽車上已有定、踏板力較小的突出優(yōu)點(diǎn)。此結(jié)構(gòu)在重型汽車上已有 采用。采用。 離合器設(shè)計更新版 膜片彈簧離合器（圖膜片彈簧離合器（圖2-3）的優(yōu)點(diǎn)）的優(yōu)點(diǎn) 圖圖2-3 膜片彈簧膜片彈簧 離合器離合器 1）膜片彈簧具有較理想的非線性特性；）膜片彈簧具有較理想的非線性特性； 2）結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，）結(jié)構(gòu)簡單

13、，軸向尺寸小，零件數(shù)目少， 質(zhì)量??；質(zhì)量小； 3）高速旋轉(zhuǎn)時，壓緊力降低很少，性能）高速旋轉(zhuǎn)時，壓緊力降低很少，性能 較穩(wěn)定；較穩(wěn)定； 4）壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻；）壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻； 5）易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命）易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命 長；長； 6）平衡性好；）平衡性好； 離合器設(shè)計更新版 膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對材質(zhì)和尺寸膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對材質(zhì)和尺寸 精度要求高。精度要求高。 近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和 設(shè)計方法的逐步完善，膜片彈簧離合器不僅在設(shè)計方法的逐步完善，膜片彈簧離合器不僅在 轎車

14、上被大量采用，而且在輕、中、重型貨車轎車上被大量采用，而且在輕、中、重型貨車 以及客車上也被廣泛采用。以及客車上也被廣泛采用。 離合器設(shè)計更新版 三、膜片彈簧支承形式三、膜片彈簧支承形式 圖圖2-5 推式膜片彈簧雙支承環(huán)形式推式膜片彈簧雙支承環(huán)形式 推式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)按支承數(shù)目不同分為三種：推式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)按支承數(shù)目不同分為三種： 離合器蓋離合器蓋 壓盤壓盤 膜片彈簧膜片彈簧 支承環(huán)支承環(huán) 離合器設(shè)計更新版 圖圖2-6 推式膜片彈簧單支承環(huán)形式推式膜片彈簧單支承環(huán)形式 壓盤 膜片彈簧 離合器設(shè)計更新版 圖圖2-7 推式膜片彈簧無支承環(huán)形式推式膜片彈簧無支承環(huán)形式 膜片彈簧 壓盤 離合器設(shè)

15、計更新版 圖圖2-8 拉式膜片彈簧支承形式拉式膜片彈簧支承形式 拉式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)拉式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu) 壓盤 膜片彈簧 離合器設(shè)計更新版 拉式膜片彈簧離合器特點(diǎn)：拉式膜片彈簧離合器特點(diǎn)： 拉式膜片彈簧需專門的分離軸承，結(jié)拉式膜片彈簧需專門的分離軸承，結(jié) 構(gòu)較復(fù)雜，安裝和拆卸較困難，且分構(gòu)較復(fù)雜，安裝和拆卸較困難，且分 離行程略比推式大些。但由于拉式膜離行程略比推式大些。但由于拉式膜 片彈簧離合器綜合性能優(yōu)越，已經(jīng)得片彈簧離合器綜合性能優(yōu)越，已經(jīng)得 以應(yīng)用。以應(yīng)用。 1）結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)目更少，質(zhì)量）結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)目更少，質(zhì)量 更小；更??； 2）膜片彈簧的直徑較大，提高了傳）膜片彈簧的直徑較

16、大，提高了傳 遞轉(zhuǎn)矩的能力；遞轉(zhuǎn)矩的能力； 3）離合器蓋的變形量小，分離效率）離合器蓋的變形量小，分離效率 高；高； 4）杠桿比大，傳動效率較高，踏板）杠桿比大，傳動效率較高，踏板 操縱輕便。操縱輕便。 5）在支承環(huán)磨損后不會產(chǎn)生沖擊和）在支承環(huán)磨損后不會產(chǎn)生沖擊和 噪聲。噪聲。 6）使用壽命更長。）使用壽命更長。 離合器設(shè)計更新版 四四 壓盤的驅(qū)動方式壓盤的驅(qū)動方式 壓盤的驅(qū)動方式主要有凸塊壓盤的驅(qū)動方式主要有凸塊-窗孔式、窗孔式、 傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動片式多種。傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動片式多種。 前三種的共同缺點(diǎn)是在連接鍵之間都前三種的共同缺點(diǎn)是在連接鍵之間都 有間隙，在驅(qū)動中將產(chǎn)

17、生沖擊和噪聲，而有間隙，在驅(qū)動中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而 且在零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低且在零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低 了離合器傳動效率。了離合器傳動效率。 彈性傳動片式是近年來廣泛采用的結(jié)彈性傳動片式是近年來廣泛采用的結(jié) 構(gòu)構(gòu)(P76)。 離合器設(shè)計更新版 第三節(jié)第三節(jié) 離合器主要參數(shù)的選擇離合器主要參數(shù)的選擇 cc fFZRT =（2-1） 離合器的靜摩擦力矩離合器的靜摩擦力矩Tc： 壓盤加在摩擦面上的工作壓力壓盤加在摩擦面上的工作壓力 摩擦面數(shù)，單片摩擦面數(shù)，單片Z=2，雙片，雙片Z=4 摩擦片平均摩擦摩擦片平均摩擦 半徑半徑 單片離合器，加在變速器第單片離合器，加在變速器第1軸

18、上的力矩軸上的力矩 是由摩擦片兩側(cè)的摩擦力（矩）平衡的。是由摩擦片兩側(cè)的摩擦力（矩）平衡的。 離合器設(shè)計更新版 3 - 2 33 0 rR fpT = 單個摩擦面上的摩擦力矩單個摩擦面上的摩擦力矩T（積分法）：（積分法）： 摩擦面單位壓力摩擦面單位壓力 2R 2r )-()-( 4 2222 0 rR F dD F p= 離合器設(shè)計更新版 3 - 2 33 0 rR ZfpZTTc= Z個摩擦面的離合器，摩擦力矩個摩擦面的離合器，摩擦力矩Tc： 離合器設(shè)計更新版 3 - 2 33 0 rR ZfpZTTc= )-()-( 4 2222 0 rR F dD F p= ) - - 3 2 ( 22

19、 33 rR rR fZFZTTc= cc fFZRT = （2-1） （2-2） （2-3） 22 33 22 33 - - 3 2 )(3rR rR dD dD Rc= （2-4） （2-5） 離合器設(shè)計更新版 式中，式中，c為摩擦片內(nèi)外徑之比，為摩擦片內(nèi)外徑之比，c=d/D，一般在，一般在 0.530.70之間。之間。 )-1( 12 33 0 cDfZpT c =（2-6） Tc表示離合器能傳遞的力矩。表示離合器能傳遞的力矩。 離合器設(shè)計更新版 為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞 發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計時發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計時Tc應(yīng)大于發(fā)

20、動機(jī)最大轉(zhuǎn)應(yīng)大于發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn) 矩，即矩，即 Tc=Temax （2-7） 式中，式中，Temax為發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。為發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 為離合器的后備系數(shù)，定義為離合器所能傳遞為離合器的后備系數(shù)，定義為離合器所能傳遞 的最大靜摩擦力矩與發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，的最大靜摩擦力矩與發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，必須必須 大于大于1。 離合器設(shè)計更新版 離合器基本參數(shù)離合器基本參數(shù) 性能參數(shù)性能參數(shù)和和p0，尺寸參數(shù)，尺寸參數(shù)D和和d及摩擦片厚度及摩擦片厚度b,結(jié)結(jié) 構(gòu)參數(shù)摩擦面數(shù)構(gòu)參數(shù)摩擦面數(shù)Z，離合器間隙，離合器間隙t，摩擦因數(shù)，摩擦因數(shù)f。 離合器設(shè)計更新版 一、后備系數(shù)一、后備系數(shù) 后備系數(shù)后備系數(shù)是離合器

21、一個重要設(shè)計參數(shù)，它反映是離合器一個重要設(shè)計參數(shù)，它反映 了離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇了離合器傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇 時，應(yīng)保證離合器應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、時，應(yīng)保證離合器應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、 要防止離合器滑磨過大、要能防止傳動系過載。因要防止離合器滑磨過大、要能防止傳動系過載。因 此，在選擇此，在選擇時應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：時應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1）為可靠傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，）為可靠傳遞發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，不宜選取太??；不宜選取太??； 2）為減少傳動系過載，保證操縱輕便，）為減少傳動系過載，保證操縱輕便，又不宜選又不宜選 取太大；取太大； 3）當(dāng)發(fā)動機(jī)后備

22、功率較大、使用條件較好時，）當(dāng)發(fā)動機(jī)后備功率較大、使用條件較好時，可可 選取小些；選取小些； 離合器設(shè)計更新版 4）當(dāng)使用條件惡劣，為提高起步能力、減少離）當(dāng)使用條件惡劣，為提高起步能力、減少離 合器滑磨，合器滑磨，應(yīng)選取大些；應(yīng)選取大些； 5）汽車總質(zhì)量越大，）汽車總質(zhì)量越大，也應(yīng)選得越大；也應(yīng)選得越大； 6）柴油機(jī)工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選?。┎裼蜋C(jī)工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取 的的值應(yīng)比汽油機(jī)大些；值應(yīng)比汽油機(jī)大些； 7）發(fā)動機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動越小，）發(fā)動機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動越小，可選取可選取 小些；小些； 8）膜片彈簧離合器選取的）膜片彈簧離合器選取的值可比螺旋彈簧離值可比螺

23、旋彈簧離 合器小些；合器小些； 9）雙片離合器的）雙片離合器的值應(yīng)大于單片離合器。值應(yīng)大于單片離合器。 離合器設(shè)計更新版 車型車型 輕貨車、轎車輕貨車、轎車1.201.75 中、重、載貨車中、重、載貨車 1.52.25 越野車、牽引車越野車、牽引車 1.84.0 離合器設(shè)計更新版 二、單位壓力二、單位壓力p0 單位壓力單位壓力p0對離合器工作性能和使用壽命有很大影響，對離合器工作性能和使用壽命有很大影響， 選取時應(yīng)考慮離合器的工作條件，發(fā)動機(jī)后備功率大選取時應(yīng)考慮離合器的工作條件，發(fā)動機(jī)后備功率大 小，摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。小，摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。 離

24、合器使用頻繁，發(fā)動機(jī)后備系數(shù)較小時，離合器使用頻繁，發(fā)動機(jī)后備系數(shù)較小時， p0應(yīng)取小應(yīng)取小 些；當(dāng)摩擦片外徑較大時，為了降低摩擦片外緣處的些；當(dāng)摩擦片外徑較大時，為了降低摩擦片外緣處的 熱負(fù)荷，熱負(fù)荷， p0應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時，可適當(dāng)增大應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時，可適當(dāng)增大 p0 。 離合器設(shè)計更新版 KD為直徑系數(shù)，轎車：為直徑系數(shù)，轎車：KD=14.5；輕、中型貨車：；輕、中型貨車： 單片單片KD =16.018.5，雙片，雙片KD =13.515.0；重型貨；重型貨 車：車： KD =22.524.0。 摩擦片的厚度摩擦片的厚度b主要有主要有3.2mm、3.5mm和和4.0mm

25、三種。三種。 三、摩擦片外徑三、摩擦片外徑D、內(nèi)徑、內(nèi)徑d和厚度和厚度b 在離合器結(jié)構(gòu)形式及摩擦片材料選定、其他參數(shù)已知在離合器結(jié)構(gòu)形式及摩擦片材料選定、其他參數(shù)已知 或選取后，結(jié)合式（或選取后，結(jié)合式（2-6）和式（）和式（2-7）即可估算出摩擦）即可估算出摩擦 片尺寸。片尺寸。 maxe D TKD =（2-9） 離合器設(shè)計更新版 第四節(jié)第四節(jié) 離合器的設(shè)計與計算離合器的設(shè)計與計算 X=x1 x2 x3 T= F D d T 一、離合器基本參數(shù)的優(yōu)化一、離合器基本參數(shù)的優(yōu)化 1 設(shè)計變量設(shè)計變量(彼此無關(guān)，不重復(fù)、不遺漏，其它參數(shù)是設(shè)計變量的函數(shù)彼此無關(guān)，不重復(fù)、不遺漏，其它參數(shù)是設(shè)計變量

26、的函數(shù)) 壓盤加在摩擦面上的工作壓力壓盤加在摩擦面上的工作壓力 后備系數(shù)后備系數(shù)取決于離合器工作壓力取決于離合器工作壓力F和離合器的主要尺和離合器的主要尺 寸參數(shù)寸參數(shù)D和和d。式（。式（28） 單位壓力單位壓力p0也取決于也取決于F和和D及及d。式（。式（22） 離合器設(shè)計更新版 22 4 mindDxf 2 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù) 離合器基本參數(shù)優(yōu)化設(shè)計追求的目標(biāo)是在保證離合器性離合器基本參數(shù)優(yōu)化設(shè)計追求的目標(biāo)是在保證離合器性 能要求條件下，使其結(jié)構(gòu)尺寸盡可能小，即目標(biāo)函數(shù)為能要求條件下，使其結(jié)構(gòu)尺寸盡可能小，即目標(biāo)函數(shù)為 優(yōu)化問題本質(zhì)上是高等數(shù)學(xué)的極值！優(yōu)化問題本質(zhì)上是高等數(shù)學(xué)的極值！ 無約束

27、優(yōu)化即無條件極值。無約束優(yōu)化即無條件極值。 有約束優(yōu)化問題即條件極值（問題）。有約束優(yōu)化問題即條件極值（問題）。 離合器設(shè)計更新版 3 約束條件約束條件 1)摩擦片的外徑摩擦片的外徑D(mm)的選取應(yīng)使最大圓周速度的選取應(yīng)使最大圓周速度D 不超過不超過6570ms，即，即 smDne D /756510 60 3 max （ 210） 2)摩擦片的內(nèi)外徑比摩擦片的內(nèi)外徑比c應(yīng)在應(yīng)在0.530.70范圍內(nèi)，范圍內(nèi)， 即即 0.53c0.70 3)為保證離合器可靠傳遞轉(zhuǎn)矩，并防止傳動系過載，為保證離合器可靠傳遞轉(zhuǎn)矩，并防止傳動系過載， 不同車型的不同車型的值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍值應(yīng)在一定范圍內(nèi)

28、，最大范圍為為1.24.0， 即即1.24.0 離合器設(shè)計更新版 4)為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑d必須大于必須大于 減振器彈簧位置直徑減振器彈簧位置直徑2Ro約約50mm，即，即d 2Ro+50 5)為反映離合器傳遞轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩為反映離合器傳遞轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩 擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即: 211 離合器設(shè)計更新版 6)為降低離合器滑磨時的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，為降低離合器滑磨時的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷， 單位壓力單位壓力p0對于不同車型，根據(jù)所用的摩擦材料在一定對于不同車型，

29、根據(jù)所用的摩擦材料在一定 范圍內(nèi)選取，最大范圍范圍內(nèi)選取，最大范圍p0為為0.101.50MPa， 即即 0.10MPap01.50MPa 7)為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦 片表面溫度過高而發(fā)生燒傷，每一次接合的單位摩擦面片表面溫度過高而發(fā)生燒傷，每一次接合的單位摩擦面 積滑磨功應(yīng)小于其許用值，即積滑磨功應(yīng)小于其許用值，即 ( ) - 4 22 dDZ W = (2-12) 離合器設(shè)計更新版 22 0 222 1800 g rae ii rmn W W為汽車起步時離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功為汽車起步時離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功

30、(W),可根據(jù)可根據(jù) 下式計算下式計算 （ 213） 離合器設(shè)計更新版 優(yōu)化問題本質(zhì)上是高等數(shù)學(xué)中的極值問題！優(yōu)化問題本質(zhì)上是高等數(shù)學(xué)中的極值問題！ 無約束優(yōu)化即無條件極值。無約束優(yōu)化即無條件極值。 有約束優(yōu)化問題即條件極值（問題）。有約束優(yōu)化問題即條件極值（問題）。 簡單實(shí)例：簡單實(shí)例：y=x2-8x+98在在5,9處的最小值。處的最小值。 有約束優(yōu)化問題即條件極值問題有約束優(yōu)化問題即條件極值問題MATLAB編程求解示例：編程求解示例： 在在MATLAB中，可調(diào)用庫函數(shù)中，可調(diào)用庫函數(shù)fmincon編程求解該類問編程求解該類問 題！題！ 離合器設(shè)計更新版 MATLAB庫函數(shù)庫函數(shù)fminco

31、n描述：描述： 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù) 約束條件（等式、不約束條件（等式、不 等式）等式） 編程格式編程格式 離合器設(shè)計更新版 MATLAB庫函數(shù)庫函數(shù)fmincon求解例：求解例： 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù) 約束條件約束條件 先編一個先編一個M文件文件 再編一個再編一個M文件定義約束，先將不等式文件定義約束，先將不等式 整理成整理成 的形式。的形式。 第二個第二個M文件為：文件為： 離合器設(shè)計更新版 程序：程序： 第二個第二個M文件為（名稱任意）：文件為（名稱任意）： A=-1 -1 -2 1 2 2; b=0 72; x0 = 10; 10; 10; x,fval = fmincon(gaohongfu

32、n,x0,A,b) 第一個第一個M文件（名稱：文件（名稱：gaohongfun）：）： function f = gaohongfun(x) f = -x(1) * x(2) * x(3); 離合器設(shè)計更新版 運(yùn)行結(jié)果運(yùn)行結(jié)果: x = 24.0000 12.0000 12.0000 fval = -3456 離合器基本參數(shù)優(yōu)化的離合器基本參數(shù)優(yōu)化的MATLAB求解程序如何編寫？求解程序如何編寫？ 車輛專題課程設(shè)計車輛專題課程設(shè)計 離合器設(shè)計更新版 二、膜片彈簧的載荷變形特性二、膜片彈簧的載荷變形特性 子午線：過地面上子午線：過地面上 一點(diǎn)的南北線。一點(diǎn)的南北線。 子午斷面：膜片彈子午斷面：膜

33、片彈 簧旋轉(zhuǎn)體的母線！簧旋轉(zhuǎn)體的母線！ 支承環(huán)支承環(huán) 離合器設(shè)計更新版 離合器結(jié)合時，膜片彈簧預(yù)緊所受軸向載荷與預(yù)變離合器結(jié)合時，膜片彈簧預(yù)緊所受軸向載荷與預(yù)變 形之間關(guān)系！形之間關(guān)系！ += 2 11 1 11 1 2 11 2 1 1 ) 2 )( )( )/ln( )1 (6 h rR rR H rR rR H rR rREh F 離合器設(shè)計更新版 離合器設(shè)計更新版 （2-15） （2-16） （2-17） 式（式（2-14）（）（2-17）在膜片彈簧優(yōu)化建模中）在膜片彈簧優(yōu)化建模中 有應(yīng)用！有應(yīng)用！ 離合器設(shè)計更新版 三、膜片彈簧的強(qiáng)度校核三、膜片彈簧的強(qiáng)度校核(自學(xué)自學(xué)) 圖-膜片彈

34、簧的主要參數(shù) 離合器設(shè)計更新版 膜片彈簧膜片彈簧 1.膜片彈簧載荷變形特性膜片彈簧載荷變形特性 t膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用， 使得離合器結(jié)構(gòu)簡化，質(zhì)量減小，并縮短了離合使得離合器結(jié)構(gòu)簡化，質(zhì)量減小，并縮短了離合 器的軸向尺寸；器的軸向尺寸； t由于膜片彈簧與壓盤以整個圓周接觸，是壓力分由于膜片彈簧與壓盤以整個圓周接觸，是壓力分 布均勻，摩擦片的接觸良好，磨損均勻；布均勻，摩擦片的接觸良好，磨損均勻； t膜片彈簧所具有的非線性特性勝過螺旋彈簧膜片彈簧所具有的非線性特性勝過螺旋彈簧 離合器設(shè)計更新版 2 11 1 11 1 2 11 2 1

35、 1 ) 2 )( )( )/ln( )1 (6 h rR rR H rR rR H rR rREh F 2.彈簧特性計算公式彈簧特性計算公式 H內(nèi)截錐高度內(nèi)截錐高度 E彈性模量彈性模量 E=21 104 N/mm2 泊松比泊松比=0.3 離合器設(shè)計更新版 四、膜片彈簧基本參數(shù)的選擇四、膜片彈簧基本參數(shù)的選擇 膜片彈簧分離指膜片彈簧分離指 離合器設(shè)計更新版 膜片彈簧基本參數(shù)膜片彈簧基本參數(shù) 膜片彈簧自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)截錐高度膜片彈簧自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)截錐高度 H； 膜片彈簧鋼板厚度膜片彈簧鋼板厚度 h ；自由狀態(tài)下碟簧部分大端半徑自由狀態(tài)下碟簧部分大端半徑 R 自由狀態(tài)下碟簧部分小端半

36、徑自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑 r 自由狀態(tài)時碟簧部分的圓錐底角自由狀態(tài)時碟簧部分的圓錐底角 分離指數(shù)目分離指數(shù)目 n 離合器設(shè)計更新版 += 2 11 1 11 1 2 11 2 1 1 ) 2 )( )( )/ln( )1 (6 h rR rR H rR rR H rR rREh F 離合器設(shè)計更新版 比值比值Hh對膜片彈簧的對膜片彈簧的 彈性特性影響極大。由上圖彈性特性影響極大。由上圖 可知，當(dāng)可知，當(dāng)Hh 時，時，F(xiàn)1= (1)有一極大值和有一極大值和 一極小值；當(dāng)一極小值；當(dāng)Hh=2 時，時， F1= (1)的極小值落在橫坐的極小值落在橫坐 標(biāo)上。標(biāo)上。 2 2 2 2 離合器設(shè)計更新

37、版 為保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽為保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽 車離合器膜片彈簧的車離合器膜片彈簧的H/h一般為一般為1.62.2，板厚為，板厚為 24mm. 離合器設(shè)計更新版 2. 比值比值Rr和和R、r的選擇的選擇 根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R r一般為一般為1.201.35。為使摩擦片上壓力分。為使摩擦片上壓力分 布較均勻，推式膜片彈簧的布較均勻，推式膜片彈簧的R值應(yīng)取為大值應(yīng)取為大 于或等于摩擦片的平均半徑于或等于摩擦片的平均半徑Rc，拉式膜片，拉式膜片 彈簧的彈簧的r值宜取為大于或等于值宜取為大于或等于Rc。 3. 的選擇的選擇 膜

38、片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角與與 內(nèi)截錐高度內(nèi)截錐高度H關(guān)系密切，關(guān)系密切，=arctan H(Rr) H(Rr)。一般在。一般在 915范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 離合器設(shè)計更新版 4 . 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 膜片彈簧的彈性特性曲線，如膜片彈簧的彈性特性曲線，如 圖圖2-11所。該曲線的拐點(diǎn)所。該曲線的拐點(diǎn)H對應(yīng)著膜對應(yīng)著膜 片彈簧的壓平位置，而且片彈簧的壓平位置，而且1H= (1M +1N)2。新離合器在接合狀態(tài)時，。新離合器在接合狀態(tài)時， 膜片彈簧工作點(diǎn)膜片彈簧工作點(diǎn)B一般取在凸點(diǎn)一般取在凸點(diǎn)M和和 拐點(diǎn)拐點(diǎn)H之間，且靠近或在之間，且靠近或在H點(diǎn)

39、處，一點(diǎn)處，一 般般1B =(0.81.0) 1H，以保證摩擦，以保證摩擦 片在最大磨損限度片在最大磨損限度范圍內(nèi)壓緊力范圍內(nèi)壓緊力 從從F1B到到F1A變化不大。當(dāng)分離時，膜變化不大。當(dāng)分離時，膜 片彈簧工作點(diǎn)從片彈簧工作點(diǎn)從B變到變到C，為最大限，為最大限 度地減小踏板力，度地減小踏板力，C點(diǎn)應(yīng)盡量靠近點(diǎn)應(yīng)盡量靠近N 點(diǎn)。點(diǎn)。圖圖2-12 膜片彈簧的彈性特性曲線膜片彈簧的彈性特性曲線 離合器設(shè)計更新版 5 5、 的選取的選取n 6、膜片彈簧小端內(nèi)半徑、膜片彈簧小端內(nèi)半徑ro及分離及分離 軸承作用半徑軸承作用半徑rf的確定。的確定。 ro有有 離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最

40、小值 應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外 徑。徑。 rf應(yīng)大于應(yīng)大于 ro 7、切槽寬度、切槽寬度 、 及半徑及半徑re 的確定。的確定。 re的取值應(yīng)滿足的要求。的取值應(yīng)滿足的要求。 1 2 ,109,5 . 32 . 3 21 mmmm 離合器設(shè)計更新版 8、壓盤加載點(diǎn)半徑、壓盤加載點(diǎn)半徑R1和和 支承環(huán)加載點(diǎn)半徑支承環(huán)加載點(diǎn)半徑r1的的 確定確定 R1和和r1的取值將影響膜片的取值將影響膜片 彈簧的剛度。彈簧的剛度。 r1應(yīng)略大應(yīng)略大 于于r 且盡量接近且盡量接近r ，R1應(yīng)應(yīng) 略大于略大于R且盡量接近且盡量接近R。 五、膜片彈簧材料及制造工藝（參考課本）五、膜片彈簧材

41、料及制造工藝（參考課本） 離合器設(shè)計更新版 六、膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計六、膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計 確定一組彈簧的基本參數(shù)，使其載荷變形特性滿足離確定一組彈簧的基本參數(shù)，使其載荷變形特性滿足離 合器的使用性能要求，而且彈簧強(qiáng)度也滿足設(shè)計要求，合器的使用性能要求，而且彈簧強(qiáng)度也滿足設(shè)計要求， 以達(dá)到最佳的綜合效果。以達(dá)到最佳的綜合效果。 1. 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù) 關(guān)于膜片彈簧優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)主要有以下幾種：關(guān)于膜片彈簧優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)主要有以下幾種： 1) 彈簧工作時的最大應(yīng)力為最小。彈簧工作時的最大應(yīng)力為最小。 2) 從動盤摩擦片磨損前后彈簧壓緊力之差的絕對值為從動盤摩擦片磨損前后彈簧壓緊力之差的絕對

42、值為 最小。最小。 3) 在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承裝置上的分在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承裝置上的分 離操縱力平均值為最小。離操縱力平均值為最小。 4) 在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕對在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕對 值的平均值為最小。值的平均值為最小。 5) 選選3)和和4)兩個目標(biāo)函數(shù)為雙目標(biāo)。兩個目標(biāo)函數(shù)為雙目標(biāo)。 選取選取5)作為目標(biāo)函數(shù)，通過兩個目標(biāo)函數(shù)分配不同作為目標(biāo)函數(shù)，通過兩個目標(biāo)函數(shù)分配不同 權(quán)重來協(xié)調(diào)它們之間的矛盾，并用轉(zhuǎn)換函數(shù)將兩個目權(quán)重來協(xié)調(diào)它們之間的矛盾，并用轉(zhuǎn)換函數(shù)將兩個目 標(biāo)合成一個目標(biāo)，構(gòu)成統(tǒng)一的總目標(biāo)函數(shù)。標(biāo)合成一個目標(biāo)

43、，構(gòu)成統(tǒng)一的總目標(biāo)函數(shù)。 離合器設(shè)計更新版 式中，式中，1和和2分別為兩個目標(biāo)函數(shù)分別為兩個目標(biāo)函數(shù)1 (x)和和2(x)的的 加權(quán)因子，視設(shè)計要求選定。加權(quán)因子，視設(shè)計要求選定。 () ()()xfxfxf 2211 +=（2-25） 3) 在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承裝置上的分離在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承裝置上的分離 操縱力平均值為最小。操縱力平均值為最小。 4) 在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕對值在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕對值 的平均值為最小。的平均值為最小。 5) 選選3)和和4)兩個目標(biāo)函數(shù)為雙目標(biāo)。兩個目標(biāo)函數(shù)為雙目標(biāo)。 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)1

44、 (x)和和2(x)均可（也必須）具體化為基本均可（也必須）具體化為基本 變量的函數(shù)。（變量的函數(shù)。（2-17）、（）、（2-14） 離合器設(shè)計更新版 3) 在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承裝置上的分離在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承裝置上的分離 操縱力平均值為最小。操縱力平均值為最小。 4) 在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕對值在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕對值 的平均值為最小。的平均值為最小。 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)1 (x)和和2(x)均可（也必須）具體化為基本均可（也必須）具體化為基本 變量的函數(shù)。變量的函數(shù)。 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)1 (x)與式（與式（2-17）有關(guān)：

45、將其中的）有關(guān)：將其中的 2改為改為 離合器分離軸承的工作位移即可。離合器分離軸承的工作位移即可。 2(x)與式（與式（2-14）有關(guān)：將其中的）有關(guān)：將其中的 1改為改為 1 + （摩擦片磨損量）（摩擦片磨損量） 離合器設(shè)計更新版 X = x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 T= H h R r R1 r1 1B T (2-26) () ( ) ( ) ( ) += 2 11 1 11 1 2 11 2 1 11 2 /ln 16 h rR rR H rR rR H rR rREh fF 2. 設(shè)計變量設(shè)計變量 從膜片彈簧載荷變形特性公式從膜片彈簧載荷變形特性公式(214

46、)可以看出，應(yīng)可以看出，應(yīng) 選取選取H、h、R、r、R1、r1這六個尺寸參數(shù)以及在接這六個尺寸參數(shù)以及在接 合工作點(diǎn)相應(yīng)于彈簧工作壓緊力合工作點(diǎn)相應(yīng)于彈簧工作壓緊力F1B的大端變形量的大端變形量 1B (圖圖214)為優(yōu)化設(shè)計變量，即：為優(yōu)化設(shè)計變量，即： 離合器設(shè)計更新版 3. 約束條件約束條件 1) 應(yīng)保證所設(shè)計的彈簧工作壓緊力應(yīng)保證所設(shè)計的彈簧工作壓緊力F1B與要求壓緊力與要求壓緊力FY相等，相等， 即即 F1B=FY 2) 為了保證各工作點(diǎn)為了保證各工作點(diǎn)A、B、C有較合適的位置有較合適的位置(A點(diǎn)在凸點(diǎn)點(diǎn)在凸點(diǎn) M左邊，左邊，B點(diǎn)在拐點(diǎn)點(diǎn)在拐點(diǎn)H附近，附近，C點(diǎn)在凹點(diǎn)點(diǎn)在凹點(diǎn)N附近，

47、附近，如圖如圖2-14 所示所示)，應(yīng)正確選擇，應(yīng)正確選擇1B相對于拐點(diǎn)相對于拐點(diǎn)1H的位置，一般的位置，一般1B 1H=0.81.0，即，即 0 . 1 8 . 0 11 1 rR rR H B (2-27) 3) 為了保證摩擦片磨損后仍能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，摩擦片磨為了保證摩擦片磨損后仍能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，摩擦片磨 損后彈簧工作壓緊力損后彈簧工作壓緊力F1A 應(yīng)大于或等于新摩擦片時的壓緊應(yīng)大于或等于新摩擦片時的壓緊 力力F1B，即，即 F1AF1B 離合器設(shè)計更新版 4) 為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的Hh與初始與初始 底錐角底錐角H(R-r)應(yīng)在一定范

48、圍內(nèi)，即應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即 1.6Hh2.2 9H(R-r)15 5) 彈簧各部分有關(guān)尺寸比值應(yīng)符合一定的范圍，即彈簧各部分有關(guān)尺寸比值應(yīng)符合一定的范圍，即 1.20Rr1.35 702Rh100 3.5Rr05.0 (2-24) 6) 為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，推式膜片彈為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，推式膜片彈 簧的壓盤加載點(diǎn)半徑簧的壓盤加載點(diǎn)半徑R1(或拉式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)或拉式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn) 半徑半徑r1)應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即 推式：推式：(D+d)4R1D2 拉式：拉式：(D+d)4r1D2 離合器設(shè)計更

49、新版 7) 根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置的要求，根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置的要求，R1與與R、r1與與r、rf與與r0之差應(yīng)之差應(yīng) 在一定范圍，即在一定范圍，即 1R1-R7； 0r1-r6； 0rf-r04 8) 膜片彈簧的杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即膜片彈簧的杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即 推式：推式：2.3(r1- rf)(R1- r1)4.5 拉式：拉式：3.5(R1- rf)(R1- r1)9.0 9) 為了保證避免彈簧力衰減要求，彈簧在工作過程中為了保證避免彈簧力衰減要求，彈簧在工作過程中B點(diǎn)點(diǎn) 的最大壓應(yīng)力的最大壓應(yīng)力rBmax應(yīng)不超過其許用值，即應(yīng)不超過其許用值，即 rBmaxrB 離合器設(shè)計更新版

50、10) 彈簧在工作過程中彈簧在工作過程中A點(diǎn)點(diǎn)(或或A點(diǎn)點(diǎn))的最大拉應(yīng)力的最大拉應(yīng)力 tAmax(或或tAmax)應(yīng)不超過其相應(yīng)許用值，即應(yīng)不超過其相應(yīng)許用值，即 tAmaxtA 或或tAmaxtA 11) 由由主要尺寸參數(shù)主要尺寸參數(shù)H、h、R和和r制造誤差引起的彈簧壓制造誤差引起的彈簧壓 緊力的相對偏差緊力的相對偏差不超過某一范圍，即不超過某一范圍，即 0 .05 (2-29) B rRhH F FFFF 1 + 離合器設(shè)計更新版 12) 由離合器裝配誤差引起的彈簧壓緊力的相對偏差也不得由離合器裝配誤差引起的彈簧壓緊力的相對偏差也不得 超過某一范圍，即超過某一范圍，即 B B F F 1

51、1 0 .05 (2-30) 式中，式中，F(xiàn)1B為離合器裝配誤差引起的彈簧壓緊為離合器裝配誤差引起的彈簧壓緊 力的偏差值。力的偏差值。 離合器設(shè)計更新版 扭轉(zhuǎn)減振器扭轉(zhuǎn)減振器 第五節(jié)第五節(jié) 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計（結(jié)合實(shí)物講）扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計（結(jié)合實(shí)物講） 離合器設(shè)計更新版 扭轉(zhuǎn)減振器主要由彈性元件扭轉(zhuǎn)減振器主要由彈性元件(減振彈簧減振彈簧 或橡膠或橡膠)和阻尼元件和阻尼元件(阻尼片阻尼片)等組成。等組成。 彈性元件的主要作用是降低傳動系的首彈性元件的主要作用是降低傳動系的首 端扭轉(zhuǎn)剛度，改變系統(tǒng)的固有振型，盡可端扭轉(zhuǎn)剛度，改變系統(tǒng)的固有振型，盡可 能避開由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵引起的共能避開由發(fā)動機(jī)

52、轉(zhuǎn)矩主諧量激勵引起的共 振。振。 阻尼元件的主要作用是有效地耗散振動阻尼元件的主要作用是有效地耗散振動 能量。能量。 離合器設(shè)計更新版 扭轉(zhuǎn)減振器具有如下功能：扭轉(zhuǎn)減振器具有如下功能： 1）降低發(fā)動機(jī)曲軸與傳動系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧 傳動系扭振固有頻率。 2）增加傳動系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應(yīng)振幅，并衰 減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài)扭振。 3）控制動力傳動系總成怠速時離合器與變速器軸系的扭 振，消減變速器怠速噪聲和主減速器與變速器的扭振 與噪聲。 4）緩和非穩(wěn)定工況下傳動系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷和改善離合 器的接合平順性。 離合器設(shè)計更新版 扭轉(zhuǎn)減振器線性和非線性特性 扭轉(zhuǎn)減振器具有線性和非 線性特性兩

53、種形式。 單級線性減振器的扭轉(zhuǎn)特 性如圖 2-13所示，其彈性元件 一般采用圓柱螺旋彈簧，廣泛 應(yīng)用于汽油機(jī)汽車中。 圖2-13 單級線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性 離合器設(shè)計更新版 當(dāng)發(fā)動機(jī)為柴油機(jī)時，怠速時引 起變速器常嚙合齒輪齒間的敲擊， 從而產(chǎn)生怠速噪聲。在扭轉(zhuǎn)減振 器中另設(shè)置一組剛度較小的彈簧， 使其在怠速工況下起作用，以消 除變速器怠速噪聲， 此時可得到 兩級非線性特性， 第一級的剛度 很小，稱為怠速級，第二級的剛 度較大。 目前，在柴油機(jī)汽車中廣泛采用 具有怠速級的兩級或三級非線性 扭轉(zhuǎn)減振器 。三級非線性減振器 的扭轉(zhuǎn)特性如圖2-14所示。 圖2-14 三級非線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性 離合器

54、設(shè)計更新版 減振器的主要參數(shù)減振器的主要參數(shù) 減振器的扭轉(zhuǎn)剛度k和阻 尼摩擦元件間的摩擦轉(zhuǎn)矩T 是兩個主要參數(shù)。其設(shè)計參 數(shù)還包括極限轉(zhuǎn)矩TJ、預(yù)緊 轉(zhuǎn)矩Tn和極限轉(zhuǎn)角等J 。 1 極限轉(zhuǎn)矩極限轉(zhuǎn)矩TJ 極限轉(zhuǎn)矩為減振器在消除限位限位 銷與從動盤轂缺口之間的間隙銷與從動盤轂缺口之間的間隙1(圖 2-15)時所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，一般 可取 TJ= (1.52.0) Temax (2-31) 圖2- 15 減振器尺寸簡圖 離合器設(shè)計更新版 2 扭轉(zhuǎn)角剛度扭轉(zhuǎn)角剛度k k決定于減振彈簧的線剛度 及其結(jié)構(gòu)布置尺寸。設(shè)減振彈 簧分布在半徑為Ro的圓周上， 當(dāng)從動片相對從動盤轂轉(zhuǎn)過 弧度時，彈簧相應(yīng)變形量

55、為 Ro。此時所需加在從動片上 的轉(zhuǎn)矩為 2 0 RT=1000KZj (2-33) 根據(jù)扭轉(zhuǎn)剛度的定義k=T ， 則減振器扭轉(zhuǎn)剛度 設(shè)計時可按經(jīng)驗來初選k k13Tj (2-30) k=1000KZj 2 0 R (2-34) 圖2- 15 減振器尺寸簡圖 離合器設(shè)計更新版 3 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T 為了在發(fā)動工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效地消振，必須合 理選擇減振器阻尼裝置減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩T 。一般可按 下式初選 T=(0.060.17) Temax (2-31) 4 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩預(yù)緊轉(zhuǎn)矩Tn 減振彈簧在安裝時都有一定的預(yù)緊。減振彈簧在安裝時都有一定的預(yù)緊。研究表明，Tn 增加，共振頻

56、率將向減小頻率的方向移動，這是有利 的。但是Tn不應(yīng)大于T，否則在反向工作時，扭轉(zhuǎn)減 振器將提前停止工作，故取 Tn=(0.050.15) Temax (2-32) 離合器設(shè)計更新版 5 減振彈簧的位置半徑減振彈簧的位置半徑Ro Ro的尺寸應(yīng)盡可能大些，如圖2-15所示，一般取 Ro=(0.600.75) d/2 (2-38) 6 減振彈簧個數(shù)減振彈簧個數(shù)Zj 減振彈簧個數(shù)參照表26的選取 摩擦片外徑Dmm 225250 250325 325350 350 Zj 46 68 810 10 7 減振彈簧總壓力減振彈簧總壓力F 當(dāng)限位銷與從動盤轂之間的間隙當(dāng)限位銷與從動盤轂之間的間隙1或或2被消除

57、，減振被消除，減振 彈簧傳遞轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值彈簧傳遞轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值TJ時，時，減振彈簧受到的壓力F 為 F=Tj/ Ro (2-39) 離合器設(shè)計更新版 8 極限轉(zhuǎn)角極限轉(zhuǎn)角 減振器從預(yù)緊轉(zhuǎn)矩增加到極限轉(zhuǎn)矩時，從動片相對從 動盤轂的極限轉(zhuǎn)角為 0 2 arcsin2 R l j =(2-27) 式中， 為減振彈簧的工作變形量。l j 離合器設(shè)計更新版 目前從動盤減振器在特性上存在如下局限性：目前從動盤減振器在特性上存在如下局限性： 1) 通用的從動盤減振器不能使傳動系振動系統(tǒng)的 固有頻率降低到怠速轉(zhuǎn)速以下，因此不能避免 怠速轉(zhuǎn)速時的共振。 2) 它在發(fā)動機(jī)實(shí)用轉(zhuǎn)速10002000rmin范圍 內(nèi)

58、，難以通過降低減振彈簧剛度得到更大的減 振效果。 離合器設(shè)計更新版 雙質(zhì)量飛輪的減振器 雙質(zhì)量飛輪減振器具 有以下優(yōu)點(diǎn) 1)可以降低發(fā)動機(jī)、 變速器振動系統(tǒng)的固有 頻率，以避免在怠速轉(zhuǎn) 速時的共振。 2)可以加大減振彈簧 的位置半徑，降低減振 彈簧剛度K，并允許增 大轉(zhuǎn)角。 圖2-16 雙質(zhì)量飛輪減振器 扭轉(zhuǎn)減振器扭轉(zhuǎn)減振器 離合器設(shè)計更新版 3)由于雙質(zhì)量飛輪減振器的減振效果較好，在變速器中 可采用粘度較低的齒輪油而不致產(chǎn)生齒輪沖擊噪聲。 由于從動盤沒有減振器，可以減小從動盤的轉(zhuǎn)動慣 量，這也有利于換擋。 但由于減振彈簧位置半徑較大，高速時受到較 大離心力的作用，使減振彈簧中段橫向翹曲而鼓出

59、， 與彈簧座接觸產(chǎn)生摩擦，使彈簧磨損嚴(yán)重，甚至引 起早期損壞。 雙質(zhì)量飛輪減振器主要是用于發(fā)動機(jī)前置后輪雙質(zhì)量飛輪減振器主要是用于發(fā)動機(jī)前置后輪 驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩變化大的柴油汽車中驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩變化大的柴油汽車中 離合器設(shè)計更新版 第六節(jié)第六節(jié) 離合器的操縱機(jī)構(gòu)離合器的操縱機(jī)構(gòu) 1對操縱機(jī)構(gòu)的要求對操縱機(jī)構(gòu)的要求 1）踏板力要小，轎車：80150N，貨車：150200N。 2）踏板行程在一定的范圍內(nèi)，轎車：80150mm，貨車： 180mm。 3）摩擦片磨損后，踏板行程應(yīng)能調(diào)整復(fù)原。 4）有對踏板行程進(jìn)行限位的裝置，防止操縱機(jī)構(gòu)因受力過大而損壞。 5）應(yīng)具有足夠的剛度。 6）傳動效率要高。 7）發(fā)動機(jī)振

60、動及車架和駕駛室的變形不會影響其正常工作。 離合器設(shè)計更新版 2操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇 常用的離合器操縱機(jī)構(gòu)主要有機(jī)械式、液壓式機(jī)械式、液壓式等。 機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)有桿系和繩索兩種形式。 桿系傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，被廣泛應(yīng)用。但其質(zhì) 量大，機(jī)械效率低，在遠(yuǎn)距離操縱時布置較困難。 繩索傳動機(jī)構(gòu)可克服上述缺點(diǎn)，且可采用吊掛式踏板結(jié)構(gòu)。 但其壽命較短，機(jī)械效率仍不高。多用于輕型轎車中。 液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由主缸、工作缸和管路等部液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由主缸、工作缸和管路等部 分組成，具有傳動效率高、質(zhì)量小、布置方便、便分組成，具有傳動效率高、質(zhì)量小、布置方便、便 于采用吊掛踏板、駕