汽車離合器的設(shè)計(jì)

1、目 錄封面1目錄2第一章 緒論31.1 離合器設(shè)計(jì)的目的31.2 離合器概述31.3 離合器設(shè)計(jì)的基本要求31.4 技術(shù)參數(shù)及設(shè)計(jì)要求4第二章 設(shè)計(jì)方案論證42.1 離合器的結(jié)構(gòu)方案分析42.2 從動(dòng)盤數(shù)及干濕式的選擇52.3 壓緊彈簧和布置形式62.3.1 周置彈簧離合器62.3.2 中央彈簧離合器62.3.3 斜置彈簧離合器62.3.4 膜片彈簧離合器62.4 膜片彈簧式離合器的拉式、推式的選擇分析72.5 壓盤傳力方式的選擇92.6 離合器的結(jié)構(gòu)方案分析102.7 方案選擇11第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算及參數(shù)選擇123.1 摩擦片的設(shè)計(jì)123.2 后備系數(shù)的選擇123.3 摩擦片外徑、內(nèi)徑和厚度1

2、33.4 單位壓力P0153.5 摩擦因數(shù)、摩擦面數(shù)、離合器間隙選擇153.6 離合器基本參數(shù)的優(yōu)化16第四章 結(jié)束語(yǔ)17參考文獻(xiàn)17第一章 緒論1.1離合器設(shè)計(jì)的目的了解轎車離合器的構(gòu)造，掌握轎車離合器的工作原理。了解從動(dòng)盤總成的結(jié)構(gòu)，壓盤和膜片彈簧的結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)以上幾方面的了解，從而熟悉轎車離合器的工作原理。學(xué)會(huì)如何查找文獻(xiàn)資料、相關(guān)書籍，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)項(xiàng)目、自學(xué)的能力，掌握單獨(dú)設(shè)計(jì)課題和項(xiàng)目的方法，設(shè)計(jì)出滿足整車要求并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、具有良好的制造工藝性且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)的轎車離合器，為以后從事汽車方面的工作或工作中設(shè)計(jì)其它項(xiàng)目奠定良好的基礎(chǔ)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生充分地認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)一

3、個(gè)工程項(xiàng)目所需經(jīng)歷的步驟，以及身為一個(gè)工程技術(shù)人員所需具備的素質(zhì)和所應(yīng)當(dāng)完成的工作，為即將進(jìn)入社會(huì)提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，對(duì)于由學(xué)生向工程技術(shù)人員轉(zhuǎn)變有著重大的實(shí)際意義。1.2離合器概述離合器通常裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，其主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪相連，從動(dòng)部分與變速器相連。為各類型汽車所廣泛采用的摩擦離合器，實(shí)際上是一種依靠其主、從動(dòng)部分間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的機(jī)構(gòu)。離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順的接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換檔齒輪間的沖擊；在工作中受到較大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動(dòng)系個(gè)零部件因過(guò)載而損壞；有效

4、地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪音。1.3離合器設(shè)計(jì)的基本要求1、在任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備。 2、接合時(shí)要平順柔和，以保證汽車起步時(shí)沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。 3、分離時(shí)要迅速、徹底。 4、離合器從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。 5、應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過(guò)高，延長(zhǎng)其使用壽命。 6、應(yīng)使傳動(dòng)系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和減小噪聲的能力。 7、操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。 8、作用在從動(dòng)盤上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過(guò)程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。

5、 9、應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠、壽命長(zhǎng)。 10、結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。1.4、技術(shù)參數(shù)及設(shè)計(jì)要求表1-1離合器設(shè)計(jì)參數(shù)汽車型號(hào)捷達(dá) GTI 16V發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（kw）/(r/min)102/6100總質(zhì)量ma（Kg）1470發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩（N.m）167輪胎規(guī)格185/60VR14最高車速（km/h）205車輪半徑r（mm）233.3最高轉(zhuǎn)速（r/min）6650后橋主減速比3.67載重量（kg）460變速器一檔傳動(dòng)比3.452、設(shè)計(jì)任務(wù)要求（1）、自行選定結(jié)構(gòu)中的零件材料；（2）、根據(jù)選定材料及離合器的一般設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，

6、選定相關(guān)參數(shù)，并能在設(shè)計(jì)中根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。3、具體設(shè)計(jì)任務(wù)（1）、方案分析（2）、闡述離合器的功用和要求（3）、離合器類型選擇及方案設(shè)計(jì)（4）、離合器設(shè)計(jì)計(jì)算（5）、離合器主要參數(shù)的選擇及校核第二章 設(shè)計(jì)方案論證2.1離合器的結(jié)構(gòu)方案分析2.1.1摩擦離合器結(jié)構(gòu)選擇汽車離合器有摩擦式、電磁式和液力式三種類型。其中，摩擦式的應(yīng)用最為廣泛?，F(xiàn)代汽車摩擦離合器的典型結(jié)構(gòu)型式為單征或雙片干式（圖2-1），它由從動(dòng)盤、壓盤驅(qū)動(dòng)裝置、壓緊彈簧、離合器蓋等構(gòu)成，本次設(shè)計(jì)選用摩擦式離合器。圖圖2-1 從動(dòng)盤部分分解圖1，13摩擦片；2，14，15鉚釘；3波形彈簧片；4平衡塊；5從動(dòng)片；6，9減振摩擦；7

7、限位銷；8從動(dòng)盤轂；10調(diào)整墊片；11減振彈簧；12減振盤2.2從動(dòng)盤數(shù)及干濕式的選擇2.2.1單片離合器對(duì)乘用車和最大總質(zhì)量小于6t的商用車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩一般不大，在布置尺寸容許條件下，離合器通常只設(shè)置有一片從動(dòng)盤。單片離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分慣量小，在使用時(shí)能保證分離徹底，采用軸向有彈性的從動(dòng)盤可保證接合平順。2.2.2雙片離合器雙片離合器與單片離合器相比，由于摩擦面數(shù)增加一部，因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大；接合更為平順、柔和；在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較??；中間壓盤通風(fēng)散熱性差，容易引起摩擦片過(guò)熱，加快其磨損甚至燒壞；分離行程較大

8、，不易分離徹底，所以設(shè)計(jì)時(shí)在結(jié)構(gòu)上必須采取相應(yīng)的措施；軸向尺寸較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)矩較大且徑向尺寸受到限制的場(chǎng)合。2.2.3多片濕式離合器摩擦面更多，接合更加平順；摩擦片浸在油中工作，表面磨損小，但分離行程大，分離也不易徹底，特別是在冬季油液粘度增大時(shí)；軸向尺寸大；從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，故過(guò)去未得到推廣。近年來(lái)，由于多片濕式離合器在技術(shù)方面的不斷完善，重型車上又有采用，并不斷有增加趨勢(shì)。因?yàn)樗捎糜捅脤?duì)摩擦表面強(qiáng)制冷卻，使起步時(shí)即使長(zhǎng)時(shí)間打滑也不會(huì)過(guò)熱，起步性能好，據(jù)其使用壽命可較干式高56倍。通過(guò)比較，本次設(shè)計(jì)所選車型適合選用單片干式摩擦離合器。2.3壓緊彈簧和布置形式離合器壓緊彈簧

9、的結(jié)構(gòu)型式有：圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等?？刹捎醚貓A周布置、中央布置和斜置等布置型式根據(jù)其布置離合器可分為：2.3.1周置彈簧離合器周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧，并均勻地布置在一個(gè)或同心的兩個(gè)圓周上，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，這去廣泛應(yīng)用于各類汽車上。此結(jié)構(gòu)的彈簧壓力直接作用于壓盤上，為了保證摩擦片上壓力不均勻，壓緊彈簧的數(shù)目要隨摩擦片直徑的增大而增多，而且應(yīng)當(dāng)是分離杠桿的倍數(shù)。因壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱回火失效。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速很高時(shí)，周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力顯著下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力也隨之降低。此外，彈簧靠在其定位座上

10、，造成接觸部位嚴(yán)重磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。2.3.2中央彈簧離合器中央彈簧離合器采用一至兩個(gè)圓柱螺旋彈簧或用一個(gè)圓錐彈簧作為壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心。由于可選較大的杠桿比，因此可得到足夠的壓緊力，且有利于減小踏板力，使操縱輕便；壓緊彈簧不與壓盤直接接觸，不會(huì)使彈簧受熱回火失效；通過(guò)調(diào)整墊片或螺紋容易實(shí)現(xiàn)壓盤對(duì)壓緊力的調(diào)整。這種結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸較大，多用于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩大于400500Nm的商用車上，以減輕其操縱力。2.3.3斜置彈簧離合器是重型汽車采用的一種新型結(jié)構(gòu)。以數(shù)目較多的一組圓柱螺旋彈簧為壓緊彈簧，分別以傾角斜向作用于傳力套上，后者再推動(dòng)壓桿并按杠桿比放大后作用到壓盤

11、上。這時(shí)，作用在壓桿內(nèi)端的軸向推力等于彈簧壓力的軸向分力。當(dāng)摩擦片磨損后壓桿內(nèi)端隨傳力套前移，使彈簧伸長(zhǎng)，壓力減小，傾角亦減小，而cos值則增大。這樣即可以使在摩擦片磨損范圍內(nèi)壓緊彈簧的軸向推力幾乎保持不變，從而使壓盤的壓緊力也幾乎保持不變。同樣，當(dāng)離合器分離時(shí)后移動(dòng)傳力套，壓盤的壓緊力也大致不變，因此，斜置彈簧離合器與前兩種離合器相比，其突出的優(yōu)點(diǎn)是工作性能十分穩(wěn)這定。與周布置彈簧離合器比較，其踏板力約可降低35%。2.3.4膜片彈簧離合器膜片彈簧(圖2-2)是一種由彈簧鋼制成的具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，主要由碟簧部分和分離指部分組成。具有一系列優(yōu)點(diǎn)：膜片彈簧具有較理想的非線性彈性特性，彈簧壓

12、力在摩擦片的允許磨損范圍內(nèi)基本保持不變。膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小。高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定。膜片彈簧以整個(gè)圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻。易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)。膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。 圖2-2 膜片彈簧離合器1-飛輪 2-摩擦片 3-壓盤 4-膜片彈簧但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，制造成本較高，對(duì)材質(zhì)和尺寸精度要求較高，其非線性特性在生產(chǎn)中不易控制，開口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。近年來(lái)，由于材料性能的提高，制造工藝和設(shè)計(jì)方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨

13、成熟。因此，膜片彈簧離合器不僅在乘用車上被大量采用，而且在各種形式的商用車上也被廣泛采用,本次設(shè)計(jì)采用膜片彈簧離合器。2.4膜片彈簧式離合器的拉式、推式的選擇分析膜片彈簧式離合器的結(jié)構(gòu)形式有拉式和推式兩種：2.4.1推式膜片彈簧離合器按支撐結(jié)構(gòu)又可分為雙支撐環(huán)式、單支撐環(huán)式、無(wú)支撐環(huán)式：雙支撐環(huán)式（圖2-3）圖2-3 雙支撐環(huán)式單支撐環(huán)式（圖2-4）圖2-4 單支撐環(huán)式無(wú)支撐環(huán)式（圖2-5）圖2-5 無(wú)支撐環(huán)式2.4.2拉式膜片彈簧離合器： 拉式膜片彈簧的支撐分兩種，如圖2-6（a）是無(wú)支撐環(huán)，（b）是單支撐環(huán)圖2-6拉式膜片彈簧離合器支撐形式2.4.3推式和拉式的離合器比較與推式膜片彈簧離合

14、器相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點(diǎn)5：拉式膜片彈簧離合器取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個(gè)支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更?。焕侥て瑥椈墒且灾胁颗c鴉片相壓，在同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力的與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時(shí)，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)；再結(jié)合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高；拉式的杠桿比大于推式的杠桿比，且中間支承少，減少了摩擦損失，傳動(dòng)效率高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約25%30%；無(wú)論在結(jié)合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構(gòu)的膜片彈簧打斷與離合器蓋支承始終保持接觸

15、，在支承環(huán)磨損后不會(huì)形成間隙而增大踏板自由行程，不會(huì)產(chǎn)生沖擊和噪音；使用壽命更長(zhǎng)。但是，拉式膜片彈簧的分離指與分離軸承套筒總成嵌裝在一起的，需采用專門的分離軸承，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝拆卸較困難。由于拉式膜片彈簧離合器綜合性能優(yōu)越，目前在各種汽車中的應(yīng)用日趨廣泛。本次設(shè)計(jì)采用雙支撐環(huán)推式膜片彈簧。2.5壓盤傳力方式的選擇2.5.1凸塊窗孔式凸塊窗孔式，離合器蓋用螺栓固定在飛輪上，在蓋上開有長(zhǎng)方形的窗口，壓盤上則鑄有相應(yīng)的凸臺(tái)，凸臺(tái)伸進(jìn)蓋上的窗口，由離合器蓋帶動(dòng)壓盤?？紤]到摩擦片磨損后壓盤將向前移，因此在設(shè)計(jì)新離合器時(shí)，應(yīng)使壓盤凸臺(tái)適當(dāng)高出蓋上窗口以外，以保證摩擦片磨損至極限時(shí)仍能可靠傳動(dòng)。2.5.2傳

16、力片式傳力片式由彈簧鋼帶制成的傳力片(圖2-7)，一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上。它一般都是沿圓周切向布置，改善傳力片的受力狀況。這種傳力片的連接方式還簡(jiǎn)化了壓盤的結(jié)構(gòu)，降低了對(duì)裝配精度的要求，并且還有利于壓盤的定中。圖2-7 傳力片2.6從動(dòng)片的結(jié)構(gòu)型式2.6.1整體式彈性從動(dòng)片從動(dòng)片沿半徑方向開槽，將外緣部分分割成許多扇形（圖2-8），并將扇形部分沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形，使其具有軸向彈性。兩邊的摩擦片則分別鉚在扇形片上。在離合器接合時(shí)，從動(dòng)片被壓緊，彎曲的波浪形扇形部分逐漸被壓平，從動(dòng)盤摩擦片所傳遞的轉(zhuǎn)矩逐漸增大，使接合過(guò)程（即轉(zhuǎn)矩增長(zhǎng)過(guò)程）較平順、柔和。整體式彈性

17、從動(dòng)片根據(jù)從動(dòng)片尺寸的大小可制成612個(gè)切槽。這種切槽還有利于減少?gòu)膭?dòng)片的翹曲。為了進(jìn)一步減小從動(dòng)片的剛度，增加其彈性，常將扇形部分與中央部分的連接處切成T形槽。圖2-8 整體式彈性從動(dòng)片2.6.2分開式彈性從動(dòng)片從動(dòng)片采用分開式結(jié)構(gòu)（圖2-9)從動(dòng)片，（圖2-10）波形片，分開做成兩件，然后再用鉚釘將其鉚在一起由于波形彈簧片是由同一模具沖制而成，故其剛度比較一致。另外，這種結(jié)構(gòu)的從動(dòng)片也較容易得到較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 圖2-9 分開式彈性從動(dòng)片結(jié) 圖2-10 波形片2.7方案選擇 通過(guò)上述各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較結(jié)合參考車型。本次設(shè)計(jì)為選用干式離合器不考慮濕式離合。從動(dòng)盤數(shù)的選擇，由于該車型為乘用車

18、，總質(zhì)量較小，所以可以選用單片式，使離合器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊。壓緊彈簧和布置形式的選擇，采用膜片彈簧離合器是因?yàn)槟て瑥椈呻x合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此可設(shè)計(jì)成當(dāng)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎可以保持不變，且可減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對(duì)離合器軸的中心線是對(duì)的，因此其壓力實(shí)際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著地縮短了其軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，磨損均勻，也易于實(shí)現(xiàn)

19、良好的散熱通風(fēng)等。而推式膜片彈簧離合器，在安裝和維修方面較為容易。壓盤的驅(qū)動(dòng)方式，選擇傳力片方式，傳力片方式設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，傳力片的彈性允許其作軸向移動(dòng)，與壓盤的對(duì)中性能好，使用平衡性好，工作可靠，幫命長(zhǎng)。從動(dòng)片的結(jié)構(gòu)選擇，選用分開式彈性從動(dòng)片可以更好的保證從動(dòng)片能達(dá)到軸向彈性的要求。綜上所述本次設(shè)計(jì)選擇單片推式膜片彈簧離合器。第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算及參數(shù)選擇離合器主要參數(shù)的選擇3.1摩擦片的設(shè)計(jì)1）離合器摩擦片在性能上應(yīng)滿足如下要求：摩擦因數(shù)較高且較穩(wěn)定，工作溫度、單位壓力、滑磨速度的變化對(duì)其影響要小。具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度與耐磨性。密度要小，以減小從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。熱穩(wěn)定性要好，在高溫下分離出的粘合劑少，

20、無(wú)味，不易燒焦。磨合性能好，不致刮傷飛輪和壓盤表面。接合時(shí)應(yīng)平順而不產(chǎn)生“咬合”或“抖動(dòng)”現(xiàn)象。長(zhǎng)期停放后，摩擦面間不發(fā)生“粘著”現(xiàn)象。2）摩擦離合器是靠存在于主、從動(dòng)部分摩擦表面間的摩擦力矩來(lái)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的離合器的靜摩擦力矩為，即 （31）（出自王望予.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004，第二章）式中，摩擦面間的靜摩擦因數(shù)，計(jì)算時(shí)一般取0.250.30；F壓盤施加在摩擦面上的工作壓力；為摩擦片的平均摩擦半徑；為摩擦面數(shù)，單片離合器的=2，雙片離合器的=4，本次設(shè)計(jì)選擇單片離合器。離合器的基本參數(shù)主要有性能參數(shù)和Po，尺寸參數(shù)D、d和摩擦片厚度b以及結(jié)構(gòu)參數(shù)摩擦面數(shù)和離合間隙。3.2后

21、備系數(shù)的選擇后備系數(shù)（表3-1）是離合器設(shè)計(jì)中的一個(gè)很需要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：1） 摩擦片在使用中磨損后離合器仍能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。2） 防止離合器滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。3） 防止傳動(dòng)系過(guò)載以及操縱輕便等因素。顯然，為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過(guò)大，不宜選取太??；為使離合器尺寸不致過(guò)大，減少傳動(dòng)系過(guò)載，保證操縱輕便，又不宜選取太大；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大、使用條件較好時(shí)，可選取小些；當(dāng)使用條件惡劣，需要拖帶掛車時(shí)，為提高起步能力、減少離合器滑磨，應(yīng)選取大些；貨車總質(zhì)量越大，也應(yīng)選得越大；采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較

22、不平穩(wěn)，選取的值應(yīng)比汽油機(jī)大些；發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，可選取小些；膜片彈簧離合器由于摩擦片磨損后壓力保持較穩(wěn)定，選取的值可比螺旋彈簧離合器小些；雙片離合器的值應(yīng)大于單片離合器。 表3-1 離合器后備系數(shù)的取值范圍車 型后備系數(shù)乘用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車1.201.75最大總質(zhì)量為614t的商用車1.502.25掛車1.804.00為保證離合器在任何工況下都可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即 （32） 式中，離合器的后備系數(shù)，必須大于1； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩。由于捷達(dá) GTI 16V為乘用車，由文獻(xiàn)王望予.汽車設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004，第二章得，

23、后備系數(shù)取1.201.75。這里選=1.3,由式（3-2）可知=1.3167 Nm=217.1Nm 3.3摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b 摩擦片（圖3-1）外徑是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。顯然，傳遞大的轉(zhuǎn)矩，需要有大的尺寸。根據(jù)汽車離合器徐石安2 可按經(jīng)驗(yàn)公式選用 （33）式中，系數(shù)A反映了不同結(jié)構(gòu)和使用條件對(duì)D的影響，可參考下列范圍：小轎車 A=47；一般載貨汽車A=36（單片）或A=50（雙片）；自卸車或使用條件惡劣的載貨汽車A=19。由公式（3-3）代入相關(guān)數(shù)據(jù)理可得：D=188.50mm 按照我國(guó)摩擦片尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)GB/

24、T57641998汽車用離合器面片選取7。圖3-1 摩擦片表3-2 汽車用離合器面片外徑D/mm160180200225250280300325350380405430內(nèi)徑d/mm110125140150155165175190195205220230厚度/mm3.23.53.53.53.53.53.53.54444=d/D0.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.5850.5570.5400.5430.5351-0.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.8270.8430.8400.847單面面積/1061321602

25、213024024665466787299081037由上表初選摩擦片的尺寸為 D=200mm，d=140mm ，b=3.5mm ， =0.700 摩擦片中徑, 即 （34）式中，R為摩擦片外半徑；r為摩擦片內(nèi)半徑。當(dāng)d/D 0.6時(shí)，即0.6，可由下式相當(dāng)準(zhǔn)確的計(jì)算，即 （35）由（35）得=85mm3.4單位壓力P0單位壓力決定了摩擦表面的耐磨性，對(duì)離合器工作性能和使用壽命有很大影響，選取時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素。對(duì)于離合器使用頻繁、發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小、載質(zhì)量大或經(jīng)常在壞路面上行駛的汽車，應(yīng)取小些；當(dāng)摩托車擦片外徑較大時(shí)，為了

26、降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷，應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增大。根據(jù)汽車設(shè)計(jì)王望予 （36）式中，摩擦因數(shù)，本次設(shè)計(jì)=0.3。根據(jù)初選D代入公式（36）得=0.28Mpa3.5摩擦因數(shù)、摩擦面數(shù)Z和離合器間隙摩擦片的摩擦因數(shù)取決于摩擦片所用的材料及其工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。摩擦片的材料主要有石棉基材料、粉未冶金材料和金屬陶瓷材料等。石棉基材料摩擦因數(shù)受工作溫度、單位壓力和滑磨速度的影響較大，而粉未冶金材料和金屬陶瓷材料的摩擦因數(shù)較大且穩(wěn)定。各種摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍見下表。表3-3 摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍摩擦材料摩擦因數(shù)石棉基材料模壓0.200.25編織0.250.35

27、粉末冶金材料銅基0.250.35鐵基0.350.50金屬陶瓷材料0.4綜上本次設(shè)計(jì)可以選擇粉末冶金材料銅基，摩擦因數(shù)。摩擦面數(shù)Z為離合器從動(dòng)盤數(shù)的兩倍，決定于離合器所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小及其結(jié)構(gòu)尺寸，由于是單片離合器，因此摩擦面數(shù)Z=2。離合器間隙是指離合器處于正常接合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置時(shí)，為保證摩擦片正常磨損過(guò)程中離合器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。由參考文獻(xiàn)可知，一般為34mm,這里初選3mm。3.6離合器基本參數(shù)的優(yōu)化1）約束條件摩擦片處徑D（mm）的選取應(yīng)使最大圓周速度不超過(guò)6570m/s，即 （37）式中，為摩擦片最大圓周速度（m/s）；為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速（r/min）。代入相關(guān)數(shù)據(jù)得=69.6m/s，符合要求。摩擦片的內(nèi)、外徑比c應(yīng)在0.530.70范圍內(nèi)，即 0.53c0.70由表3-2可知c=0.700，在范圍內(nèi)，符合要求。為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過(guò)載，不同車型的值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為1.24.0，本次設(shè)計(jì)取值為1.3，符合要求，即 1.21.75為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑d必須大于減振器彈簧位置直徑2Ro約50mm，即 （4253.5） （38）本次設(shè)計(jì)取45，符合要求。為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過(guò)載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值， （39）