汽車設(shè)計離合器課件

第二章離合器設(shè)計本章主要學(xué)習(xí)：（1）汽車離合器設(shè)計的基本要求；（2）各種形式汽車離合器的特點及應(yīng)用；（3）離合器基本參數(shù)的選擇及優(yōu)化；（4）膜片彈簧主要參數(shù)的選擇及優(yōu)化；（5）扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計；（6）離合器的操縱。汽車設(shè)計離合器第二章離合器設(shè)計本章主要學(xué)習(xí)：汽車設(shè)計離合器1第二章離合器設(shè)計

第一節(jié)概述第二節(jié)離合器的結(jié)構(gòu)方案分析第三節(jié)離合器主要參數(shù)的選擇第四節(jié)離合器的設(shè)計與計算第五節(jié)扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計第六節(jié)離合器的操縱機構(gòu)汽車設(shè)計離合器第二章離合器設(shè)計第一節(jié)概述汽車設(shè)計離合器2一、離合器的作用1.切斷和實現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以保證汽車起步時將發(fā)動機與傳動系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；2.在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；3.在工作中受到大的動載荷時，能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；4.有效地降低傳動系中的振動和噪聲。第一節(jié)概述汽車設(shè)計離合器一、離合器的作用第一節(jié)概述汽車設(shè)計離合器3二、離合器的組成汽車設(shè)計離合器二、離合器的組成汽車設(shè)計離合器4汽車設(shè)計離合器汽車設(shè)計離合器5四、離合器的設(shè)計要求1)任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備。

2)接合時要平順柔和，以保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。

3)分離時要迅速、徹底。

4)離合器從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋時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高，延長其使用壽命。

6)應(yīng)使傳動系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動、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，以保證有穩(wěn)定的工作性能。

9)應(yīng)有足夠的強度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、壽命長。10)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。

汽車設(shè)計離合器四、離合器的設(shè)計要求1)任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動6第二節(jié)離合器的結(jié)構(gòu)方案分析◎離合器的類型汽車上主要用干式盤形摩擦離合器汽車設(shè)計離合器第二節(jié)離合器的結(jié)構(gòu)方案分析◎離合器的類型汽車設(shè)計離合器7一、從動盤數(shù)的選擇

1、單片離合器◎優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，散熱良好，用時能保證分離徹底、接合平順?！蛉秉c：傳遞的轉(zhuǎn)矩不夠大。對乘用車和輕型、微型貨車（總質(zhì)量<6t)，發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩一般不大。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。汽車設(shè)計離合器一、從動盤數(shù)的選擇1、單片離合器汽車設(shè)計離合器82、雙片離合器◎優(yōu)點：1)由于摩擦面數(shù)增加一倍，因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大；2)在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較小；3)接合較為平順?！蛉秉c：中間壓盤通風(fēng)散熱不良，兩片起步負(fù)載不均，因而容易燒壞摩擦片，分離也不夠徹底。設(shè)計時在結(jié)構(gòu)上必須采取相應(yīng)的措施。這種結(jié)構(gòu)一般用在傳遞轉(zhuǎn)矩較大且徑向尺寸受到限制的場合。

汽車設(shè)計離合器2、雙片離合器◎優(yōu)點：汽車設(shè)計離合器93、多片離合器多片離合器多為濕式。◎優(yōu)點：具有接合平順柔和、摩擦表面溫度較低、磨損較小、使用壽命長。◎缺點：分離不徹底、軸向尺寸和從動部分轉(zhuǎn)動慣量大?！蛑饕糜谥匦蜖恳嚭妥孕盾嚿系男行驱X輪變速器換擋機構(gòu)中。

汽車設(shè)計離合器3、多片離合器多片離合器多為濕式。汽車設(shè)計離合器10三、壓緊彈簧和布置形式的選擇1、周置彈簧離合器◎壓緊彈簧：圓柱螺旋彈簧?！虿贾眯问剑翰贾迷谝粋€或兩個同心圓周上?！騼?yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易。此結(jié)構(gòu)中彈簧壓力直接作用于壓盤上?！蛉秉c：－為了保證摩擦片上壓力均勻，壓緊彈簧的數(shù)目不應(yīng)太少，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)。－壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火失效；－當(dāng)發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速很高時，周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力隨之降低。－彈簧靠在其定位座上，造成接觸部位嚴(yán)重磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。

汽車設(shè)計離合器三、壓緊彈簧和布置形式的選擇1、周置彈簧離合器汽車設(shè)計離合器112、中央彈簧離合器◎壓緊彈簧：圓柱螺旋彈簧，圓錐彈簧。◎布置形式：布置在離合器的中心?！騼?yōu)點：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，不會使彈簧受熱退火?！蛉秉c：軸向尺寸較大。這種結(jié)構(gòu)多用于重型汽車上。汽車設(shè)計離合器2、中央彈簧離合器◎壓緊彈簧：圓柱螺旋彈簧，圓錐彈簧。汽車設(shè)123、斜置螺旋彈簧離合器◎壓緊彈簧：圓柱螺旋彈簧?！虿贾眯问剑褐苓吘鶆騼A斜布置?！騼?yōu)點：1）在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。2）工作性能穩(wěn)定、踏板力較小。此結(jié)構(gòu)多在重型汽車上采用。

汽車設(shè)計離合器3、斜置螺旋彈簧離合器◎壓緊彈簧：圓柱螺旋彈簧。汽車設(shè)計離合134、膜片彈簧離合器◎壓緊彈簧：碟形彈簧?！騼?yōu)點：1)膜片彈簧具有較理想的非線性特性，彈簧壓力和傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變。2)膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小。3)高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱螺旋彈簧壓緊力則明顯下降4)由于膜片彈簧大斷面環(huán)形與壓盤接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命。5)易于實現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長。6)平衡性好。7)有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本?！蛉秉c：制造工藝較復(fù)雜，對材質(zhì)和尺寸精度要求高，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。汽車設(shè)計離合器4、膜片彈簧離合器◎壓緊彈簧：碟形彈簧。汽車設(shè)計離合器14膜片彈簧離合器的分類推式膜片彈簧離合器

拉式膜片彈簧離合器汽車設(shè)計離合器膜片彈簧離合器的分類汽車設(shè)計離合器15拉式與推式膜片彈簧離合器的性能比較◎拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點：1)結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更小。2)同樣壓盤尺寸條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，從而提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，而并不增大踏板力；或在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)。3)接合或分離時，離合器蓋變形小，剛度大，分離效率更高。4)杠桿比大于推式，中間支承少，摩擦損失小，傳動效率較高，操縱更輕便。5)膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會產(chǎn)生沖擊和噪聲。6)使用壽命更長。

汽車設(shè)計離合器拉式與推式膜片彈簧離合器的性能比較◎拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點16◎拉式膜片彈簧離合器的缺點：拉式膜片彈簧的分離指與分離軸承套筒總成嵌裝在一起，需專門的分離軸承，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，安裝和拆卸較困難，且分離行程略比推式大些。拉式與推式膜片彈簧離合器的性能比較汽車設(shè)計離合器◎拉式膜片彈簧離合器的缺點：拉式與推式膜片彈簧離合器的性能比17三、膜片彈簧離合器的支承形式推式膜片彈簧離合器的支承汽車設(shè)計離合器三、膜片彈簧離合器的支承形式推式膜片彈簧離合器的支承汽車設(shè)計18拉式膜片彈簧離合器的支承汽車設(shè)計離合器拉式膜片彈簧離合器的支承汽車設(shè)計離合器19四、壓盤驅(qū)動方式◎壓盤的驅(qū)動方式：凸塊一窗孔式、銷釘式、鍵塊式（中間壓盤上用）、傳動片式?！蚯叭N的共同缺點：在聯(lián)接件之間都有間隙，沖擊和噪聲大，零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低了傳動效率。汽車設(shè)計離合器四、壓盤驅(qū)動方式◎壓盤的驅(qū)動方式：汽車設(shè)計離合器20傳動片式◎傳動片式的布置：沿周向布置的三組或四組鋼帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接?！騻鲃悠降膬?yōu)點：傳動片的彈性允許其作軸向移動。當(dāng)發(fā)動機驅(qū)動時，鋼帶受拉；當(dāng)拖動發(fā)動機時，鋼帶受壓。此結(jié)構(gòu)中壓盤與飛輪對中性能好，使用平衡性好，使用可靠，壽命長。◎傳動片式的缺點：反向承載能力差，汽車反拖時易折斷傳動片，故一般采用高碳鋼。汽車設(shè)計離合器傳動片式◎傳動片式的布置：沿周向布置的三組或四組鋼帶傳動片兩21第三節(jié)離合器主要參數(shù)的選擇◎離合器的靜摩擦力矩

◎單元面積ds上的摩擦力矩

◎整個摩擦面產(chǎn)生的摩擦力矩

◎摩擦面承受的單位壓力p0

◎?qū)τ谟衂個摩擦面的離合器，產(chǎn)生的摩擦力矩

◎4式帶入5式，得到轉(zhuǎn)矩◎比較1、6兩式得到，摩擦面平均摩擦半徑汽車設(shè)計離合器第三節(jié)離合器主要參數(shù)的選擇◎離合器的靜摩擦力矩◎單元22◎摩擦面平均摩擦半徑分析當(dāng)d／D≥0．6時Rc可相當(dāng)準(zhǔn)確地由下式計算◎離合器的靜摩擦力矩與摩擦材料及結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系式為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計時Tc應(yīng)大于發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，即

汽車設(shè)計離合器◎摩擦面平均摩擦半徑分析當(dāng)d／D≥0．6時Rc可相當(dāng)準(zhǔn)確地由23離合器基本參數(shù)的選擇一、后備系數(shù)β1、在選擇β時，應(yīng)考慮的因素：

1)摩擦片在使用中磨損后，離合器還應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩。

2)要防止離合器滑磨過大。

3)要能防止傳動系過載。汽車設(shè)計離合器離合器基本參數(shù)的選擇一、后備系數(shù)β汽車設(shè)計離合器242、β的選擇原則承用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車β＝1.20～1.75

最大總質(zhì)量為6～14t的商用車β＝1.50～2.25掛車

β＝1.80～4.01）為可靠傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過大，β不宜選取太??；2）為使離合器尺寸不致過大，減少傳動系過載，保證操縱輕便，β不宜選取太大；3）當(dāng)發(fā)動機后備功率較大、使用條件較好時，β可選取小些；4）當(dāng)使用條件惡劣，需拖帶掛車時，為提高起步能力、減少滑磨，β應(yīng)選取大些；5）貨車總質(zhì)量越大，β也應(yīng)選得越大；6）采用柴油機時，因工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取的β值應(yīng)比汽油機大些；7）發(fā)動機缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動越小，β可選取小些；8）膜片彈簧離合器摩擦片磨損后壓力保持較穩(wěn)定，β值可比螺旋彈簧離合器小些；9）雙片離合器的β值應(yīng)大于單片離合器。汽車設(shè)計離合器2、β的選擇原則承用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車β＝1.25二、單位壓力p0

1、在選擇p0時,應(yīng)考慮的因素：1)離合器的工作條件;2)發(fā)動機后備功率大小;3)摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量;4)后備系數(shù)。2、選擇原則：1)離合器使用頻繁，發(fā)動機后備系數(shù)較小時，加應(yīng)取小些;2)摩擦片外徑較大時，為了降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷，p0

應(yīng)取小些；3)后備系數(shù)較大時，可適當(dāng)增大p0

。汽車設(shè)計離合器二、單位壓力p01、在選擇p0時,應(yīng)考慮的因素：汽車設(shè)計離26三、摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b

1.摩擦片外徑D的估算：或2.摩擦片內(nèi)徑d的計算：

根據(jù)c=d／D，一般在0.53～0.70之間，得d=c×D。3.D,d的選擇原則：在同樣外徑D時，選用較小的內(nèi)徑d雖可增大摩擦面積，提高傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，但會使摩擦面上的壓力分布不均勻，使內(nèi)外緣圓周的相對滑磨速度差別太大而造成摩擦面磨損不均勻，且不利于散熱和扭轉(zhuǎn)減振器的安裝。摩擦片尺寸D應(yīng)使摩擦片最大圓周速度不超過65～70m／s，以免摩擦片發(fā)生飛離。4.摩擦片的厚度b有3．2mm、3．5mm和4．0mm三種。乘用車，KD=14.6；1.8t<ma<14.0t的商用車，kD=16.0~18.5(單片），13.5~15.0(雙片）；ma>14.0t的商用車，kD=22.5~24.0。汽車設(shè)計離合器三、摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b1.摩擦片外徑D的估算：或27第四節(jié)離合器的設(shè)計與計算一、離合器基本參數(shù)的優(yōu)化離合器的性能參數(shù)和尺寸參數(shù)，在前面是采用先初選、后校核的方法。下面采用優(yōu)化的方法來確定這些參數(shù)。

1．設(shè)計變量后備系數(shù)β取決于離合器工作壓力F和離合器的主要尺寸參數(shù)D和d。單位壓力p0也取決于F和D及d。因此，離合器基本參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計變量可選為汽車設(shè)計離合器第四節(jié)離合器的設(shè)計與計算一、離合器基本參數(shù)的優(yōu)化汽車設(shè)282．目標(biāo)函數(shù)離合器基本參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的目標(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，則目標(biāo)函數(shù)為：3．約束條件1)摩擦片的外徑D(mm)的選取應(yīng)使最大圓周速度VD不超過65—70m／s，即

2)摩擦片的內(nèi)外徑比c應(yīng)在0．53～0．70范圍內(nèi)，即

0．53≤c≤0．703)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β值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍β為1.2～4.0，即

1．2≤β≤4．0汽車設(shè)計離合器2．目標(biāo)函數(shù)離合器基本參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)是：在保證離合器性能294)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

d>2Ro+505)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6)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p。對于不同車型，根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取，最大范圍為0.10～1.50MPa，即

0.10MPa≤p。≤1.50MPa7)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積滑磨功應(yīng)小于其許用值，即W為汽車起步時離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J)，可根據(jù)右式計算

汽車設(shè)計離合器4)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30二、膜片彈簧的載荷變形特性

假設(shè)膜片彈簧在承載過程中，其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點O轉(zhuǎn)動。通過支承環(huán)和壓盤加在膜片彈簧上的載荷Fl集中在支承點處，加載點間的相對軸向變形為λ1，則有關(guān)系式

汽車設(shè)計離合器二、膜片彈簧的載荷變形特性假設(shè)膜片彈簧在承載過程中，其子午31三、膜片彈簧的主要參數(shù)自由狀態(tài)下膜片彈簧碟簧部分內(nèi)截錐高度H膜片彈簧鋼板厚度h自由狀態(tài)下膜片彈簧錐底角α自由狀態(tài)下膜片彈簧碟簧部分大、小端半徑R、r（r即為分離指根部半徑，與彈簧小端半徑r。有區(qū)別）膜片彈簧小端內(nèi)半徑r。分離軸承作用半徑rf壓盤加載點半徑R1支承環(huán)加載點半徑r1分離指數(shù)目n分離指切槽寬度δl、δ2

及半徑re汽車設(shè)計離合器三、膜片彈簧的主要參數(shù)自由狀態(tài)下膜片彈簧碟簧部分內(nèi)截錐高度H32四、膜片彈簧主要參數(shù)的選擇

1．比值H／h和h的選擇比值H／h對膜片彈簧的彈性特性影響極大。為保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車離合器用膜片彈簧的H／h一般為1.6~2.2，板厚h為2～4mm。

2．比值R／r和R、r的選擇

R／r越大，彈簧材料利用率越低，彈簧剛度越大，彈性特性曲線受直徑誤差影響越大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R／r一般為1.20～1.35。為使摩擦片上壓力分布均勻，推式的R值、拉式的r值應(yīng)取為大于或等于摩擦片的平均半徑RC。汽車設(shè)計離合器四、膜片彈簧主要參數(shù)的選擇1．比值H／h和h的選擇333．α的選擇

膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角α與內(nèi)截錐高度H關(guān)系密切，α=arctanH／(R-r)≈H／(R-r)，一般在9O～15O范圍內(nèi)。4．膜片彈簧工作點位置的選擇彈性特性曲線曲線的拐點H對應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，λ1H=(λ1M+λ1N)／2。新離合器在接合狀態(tài)時，膜片彈簧工作點B一般取在凸點M和拐點H之間，且靠近或在H點處，一般λ1B=(0．8～1．0)λlH，以保證摩擦片在最大磨損限度△λ范圍內(nèi)壓緊力從F1B到F1A變化不大。當(dāng)分離時，膜片彈簧工作點從B變到C，為最大限度地減小踏板力，C點心盡量靠近凹點N。

磨損極限點：A點彈簧工作點：B點（B點有活動范圍）彈簧分離行程最大點：C點彈簧凸點：M點（最大力點）彈簧凹點：N點（最小力點）彈簧壓平點：H點（拐點）接合時的工作區(qū)間：M－H分離時的工作區(qū)間：B－C彈簧可正常工作區(qū)間：A－C汽車設(shè)計離合器3．α的選擇膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角α與內(nèi)截錐高度H關(guān)345．n的選取

分離指數(shù)目n常取為18，大尺寸膜片彈簧可取24，小尺寸膜片彈簧可取12；6.膜片彈簧小端內(nèi)半徑r0及分離軸承作用半徑rf的確定

r0由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑，rf應(yīng)大于r0；7.壓盤加載點半徑R1和支承環(huán)加載點半徑r1的確定R1和r1的取值將影響膜片彈簧的剛度。r1應(yīng)略大于r且盡量接近r，R1應(yīng)略小于及且盡量接近R汽車設(shè)計離合器5．n的選取分離指數(shù)目n常取為18，大尺寸膜片彈簧可取235五、膜片彈簧材料及制造工藝◎材料：60Si2MnA或50CrVA等優(yōu)質(zhì)高精度鋼板材料?！蚬に嚕?）熱處理：保證硬度、幾何形狀、金相組織、載荷特性和表面質(zhì)量,碟簧部分的硬度一般為45～50HRC

；2）強壓處理，過分離3～8次：提高承載能力；3）噴丸處理：表面強化，冷作硬化，提高疲勞壽命；4）分離指端部高頻感應(yīng)加熱淬火或鍍鉻:提高耐磨性,分離指端硬度為55～62HRC;5）擠壓處理：消除與壓盤接觸圓的拉應(yīng)力源；汽車設(shè)計離合器五、膜片彈簧材料及制造工藝◎材料：60Si2MnA或50Cr36第五節(jié)扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計

一、扭轉(zhuǎn)減振器的組成彈性元件(減振彈簧或橡膠)

阻尼元件(干摩擦阻尼片或液體阻尼器)。二、扭轉(zhuǎn)減振器的功能

1)降低發(fā)動機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。

汽車設(shè)計離合器第五節(jié)扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計一、扭轉(zhuǎn)減振器的組成汽車設(shè)計離37三、扭轉(zhuǎn)減震器的特性◎扭轉(zhuǎn)減振器具有線性和非線性特性兩種?！騿渭?，線性減振器：彈性元件采用一組圓柱螺旋彈簧；◎雙級（三級），非線性特性：彈性元件采用兩組圓柱螺旋彈簧，第一級的剛度很小，稱為怠速級，第二（三）級的剛度較大?！蛟谄蜋C汽車中廣泛采用單級，柴油機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。汽車設(shè)計離合器三、扭轉(zhuǎn)減震器的特性◎扭轉(zhuǎn)減振器具有線性和非線性特性兩種。汽38四、扭轉(zhuǎn)減振器參數(shù)極限轉(zhuǎn)矩扭轉(zhuǎn)剛度阻尼摩擦元件間的摩擦轉(zhuǎn)矩預(yù)緊轉(zhuǎn)矩極限轉(zhuǎn)角減振彈簧的位置半徑R0

減振彈簧個數(shù)減振彈簧總壓力汽車設(shè)計離合器四、扭轉(zhuǎn)減振器參數(shù)極限轉(zhuǎn)矩汽車設(shè)計離合器39五、扭轉(zhuǎn)減振器參數(shù)的選擇1、極限轉(zhuǎn)矩極限轉(zhuǎn)矩為減振器在消除限位銷與從動盤轂缺口之間的間隙△1時所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷起作用時的轉(zhuǎn)矩。方法2：按汽車后驅(qū)動輪的最大附著力矩計算。當(dāng)減振器傳遞的極限轉(zhuǎn)矩與相等時，傳動系的動載荷為最?。蝗粜∮?，系統(tǒng)將會產(chǎn)生沖擊載荷；若大于，則會增大減振器的角剛度，使傳動系動載荷有所增大?？砂聪率竭x取限位銷如何確定？方法1：按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算。汽車設(shè)計離合器五、扭轉(zhuǎn)減振器參數(shù)的選擇1、極限轉(zhuǎn)矩方法2：按汽車后驅(qū)動輪的402、扭轉(zhuǎn)剛度需加在從動片上的轉(zhuǎn)矩（K：彈簧線剛度，單位：N/mm）扭轉(zhuǎn)剛度的定義

設(shè)計時可按經(jīng)驗來初選降低kφ，可以降低傳動系統(tǒng)高頻固有頻率；過低，則沖擊反而增大。汽車設(shè)計離合器2、扭轉(zhuǎn)剛度需加在從動片上的轉(zhuǎn)矩降低kφ，可以降低傳動系統(tǒng)高41六、從動盤減振器的局限它不能使發(fā)動機、變速器振動系統(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。它在發(fā)動機實用轉(zhuǎn)速1000～2000r／min范圍內(nèi)，難以通過降低減振彈簧剛度得到更大的減振效果。因為在從動盤結(jié)構(gòu)中，減振彈簧位置半徑較小，其轉(zhuǎn)角又受到限制，如降低減振彈簧剛度，就會增大轉(zhuǎn)角并難于確保允許傳遞轉(zhuǎn)矩的能力。

汽車設(shè)計離合器六、從動盤減振器的局限它不能使發(fā)動機、變速器振動系統(tǒng)的固有頻42七、雙質(zhì)量飛輪減振器◎可以降低發(fā)動機、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?！蛟龃鬁p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?！蛴捎陔p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，并可改善冬季的換擋過程。而且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。◎雙質(zhì)量飛輪減振器主要適用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的轉(zhuǎn)矩變化大的柴油汽車中。汽車設(shè)計離合器七、雙質(zhì)量飛輪減振器◎可以降低發(fā)動機、變速器振動系統(tǒng)的固有頻43第六節(jié)離合器的操縱機構(gòu)1．對操縱機構(gòu)的要求

1)踏板力要小，乘用車一般在80～150N范圍內(nèi)，商用車不大于150～200N。

2)踏板行程對乘用車一般在80～150mm范圍內(nèi)，對商用車最大不超過180mm。

3)踏板行程應(yīng)能調(diào)整，以保證摩擦片磨損后分離軸承的自由行程可以復(fù)原。

4)應(yīng)有對踏板行程進(jìn)行限位的裝置，以防止操縱機構(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)動機振動及車架和駕駛室的變形不會影響其正常工作。

8)工作可靠、壽命長，維修保養(yǎng)方便。汽車設(shè)計離合器第六節(jié)離合器的操縱機構(gòu)1．對操縱機構(gòu)的要求汽車設(shè)計離合442．操縱機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇

操縱機構(gòu)的形式：機械式、液壓式、機械式和液壓式操縱機構(gòu)的助力器、氣壓式和自動操縱機構(gòu)等。機械式操縱機構(gòu)有桿系和繩索兩種形式。液壓式操縱機構(gòu)由主缸、工作缸和管路等部分組成。汽車設(shè)計離合器2．操縱機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式選擇操縱機構(gòu)的形式：汽車設(shè)計離合器453．離合器操縱機構(gòu)的設(shè)計計算

踏板行程S：由自由行程Sl

和工作行程S2兩部分組成；踏板力Ff：應(yīng)滿足要求；◎F′：離合器分離時，壓緊彈簧對壓盤的總壓力；◎Fs：克服回位彈簧所需的踏板力；分離離合器所作的功WL<30J◎F1：離合器接合時，壓緊彈簧的總壓緊力；怎么是乘以0.5？汽車設(shè)計離合器3．離合器操縱機構(gòu)的設(shè)計計算踏板行程S：由自由行程Sl◎F46第七節(jié)離合器的結(jié)構(gòu)元件

一、從動盤總成

1、從動盤軸向彈性的結(jié)構(gòu)形式

T形槽；波形片通過適當(dāng)方式與傳動片鉚接2、從動盤轂3、摩擦片：◎材料：石棉基，玻璃纖維、金屬纖維，粉末冶金和金屬陶瓷。

◎與從動片的連接：鉚接，粘接4、從動片：中、低碳鋼5、波形片與減振彈簧：

65Mn,60Si2Mn汽車設(shè)計離合器第七節(jié)離合器的結(jié)構(gòu)元件一、從動盤總成汽車設(shè)計離合器47二、離合器蓋總成壓緊彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動片、分離杠桿裝置及支承環(huán)1、離合器蓋◎剛度：用08F、08Al、08鋼等低碳鋼板沖壓，鑄鐵件或鋁合金壓鑄造◎與飛輪對中：定位銷、螺栓、止口方式◎通風(fēng)散熱：開孔、加通風(fēng)扇片鼓風(fēng)2、壓盤

◎質(zhì)量要大：增加熱容量，減小溫升（鑄造通風(fēng)槽，散熱筋，鼓風(fēng)筋）◎剛度要大◎與飛輪對中◎要進(jìn)行靜平衡◎壓盤高度公差要小◎壓盤溫升的計算：根據(jù)滑磨功計算，t<8～10度c：比熱容；m：壓盤質(zhì)量；γ：傳到壓盤的熱量所占的比例。汽車設(shè)計離合器二、離合器蓋總成壓緊彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動片、分離杠桿裝483、傳動片◎作用：接合時，離合器蓋通過它來驅(qū)動壓盤共同旋轉(zhuǎn)；分離時，利用它的彈性來牽動壓盤軸向分離并使操縱力減小?！虿贾茫撼Ｓ?～4組，每組2～4片，每片厚度為0.5～1.0mm?！虿牧希簭椈射搸?5Mn。4、分離杠桿裝置◎彎曲剛度要大，以免分離時桿件變形過大，減小壓盤行程，分離不徹底?！蚍蛛x杠桿支承機構(gòu)與壓盤的驅(qū)動機構(gòu)在運動上不發(fā)生干涉。◎分離杠桿內(nèi)端高度應(yīng)能調(diào)整?！蚍蛛x杠桿的支承處應(yīng)采用滾針軸承、滾銷或刀口支承，以減小摩磨損。◎應(yīng)避免在高速旋轉(zhuǎn)時因分離杠桿的離心力作用而降低壓緊力?！蛏a(chǎn)方式：鋼板沖壓和鍛造成形。

汽車設(shè)計離合器3、傳動片◎作用：汽車設(shè)計離合器49三、分離軸承總成

組成：分離軸承、分離套筒軸承形式：(a)推力球軸承(b)(c)角接觸球軸承(d)推式自動調(diào)心分離軸承(e)拉式自動調(diào)心分離軸承在軸承外圈2與分離套筒5外凸緣和外罩殼3之間以及軸承內(nèi)圈1與分離套筒內(nèi)凸緣之間都留有徑向間隙，這些間隙保證了分離軸承相對于分離套筒可徑向移動lmm左右。

(d)(e)汽車設(shè)計離合器三、分離軸承總成組成：分離軸承、分離套筒(d)(e)汽車設(shè)50第二章離合器設(shè)計本章主要學(xué)習(xí)：（1）汽車離合器設(shè)計的基本要求；（2）各種形式汽車離合器的特點及應(yīng)用；（3）離合器基本參數(shù)的選擇及優(yōu)化；（4）膜片彈簧主要參數(shù)的選擇及優(yōu)化；（5）扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計；（6）離合器的操縱。汽車設(shè)計離合器第二章離合器設(shè)計本章主要學(xué)習(xí)：汽車設(shè)計離合器51第二章離合器設(shè)計

第一節(jié)概述第二節(jié)離合器的結(jié)構(gòu)方案分析第三節(jié)離合器主要參數(shù)的選擇第四節(jié)離合器的設(shè)計與計算第五節(jié)扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計第六節(jié)離合器的操縱機構(gòu)汽車設(shè)計離合器第二章離合器設(shè)計第一節(jié)概述汽車設(shè)計離合器52一、離合器的作用1.切斷和實現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以保證汽車起步時將發(fā)動機與傳動系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；2.在換擋時將發(fā)動機與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；3.在工作中受到大的動載荷時，能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；4.有效地降低傳動系中的振動和噪聲。第一節(jié)概述汽車設(shè)計離合器一、離合器的作用第一節(jié)概述汽車設(shè)計離合器53二、離合器的組成汽車設(shè)計離合器二、離合器的組成汽車設(shè)計離合器54汽車設(shè)計離合器汽車設(shè)計離合器55四、離合器的設(shè)計要求1)任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲備。

2)接合時要平順柔和，以保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。

3)分離時要迅速、徹底。

4)離合器從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋時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高，延長其使用壽命。

6)應(yīng)使傳動系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動、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，以保證有穩(wěn)定的工作性能。

9)應(yīng)有足夠的強度和良好的動平衡，以保證其工作可靠、壽命長。10)結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。

汽車設(shè)計離合器四、離合器的設(shè)計要求1)任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動56第二節(jié)離合器的結(jié)構(gòu)方案分析◎離合器的類型汽車上主要用干式盤形摩擦離合器汽車設(shè)計離合器第二節(jié)離合器的結(jié)構(gòu)方案分析◎離合器的類型汽車設(shè)計離合器57一、從動盤數(shù)的選擇

1、單片離合器◎優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，散熱良好，用時能保證分離徹底、接合平順?！蛉秉c：傳遞的轉(zhuǎn)矩不夠大。對乘用車和輕型、微型貨車（總質(zhì)量<6t)，發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩一般不大。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。汽車設(shè)計離合器一、從動盤數(shù)的選擇1、單片離合器汽車設(shè)計離合器582、雙片離合器◎優(yōu)點：1)由于摩擦面數(shù)增加一倍，因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大；2)在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較??；3)接合較為平順?！蛉秉c：中間壓盤通風(fēng)散熱不良，兩片起步負(fù)載不均，因而容易燒壞摩擦片，分離也不夠徹底。設(shè)計時在結(jié)構(gòu)上必須采取相應(yīng)的措施。這種結(jié)構(gòu)一般用在傳遞轉(zhuǎn)矩較大且徑向尺寸受到限制的場合。

汽車設(shè)計離合器2、雙片離合器◎優(yōu)點：汽車設(shè)計離合器593、多片離合器多片離合器多為濕式。◎優(yōu)點：具有接合平順柔和、摩擦表面溫度較低、磨損較小、使用壽命長?！蛉秉c：分離不徹底、軸向尺寸和從動部分轉(zhuǎn)動慣量大?！蛑饕糜谥匦蜖恳嚭妥孕盾嚿系男行驱X輪變速器換擋機構(gòu)中。

汽車設(shè)計離合器3、多片離合器多片離合器多為濕式。汽車設(shè)計離合器60三、壓緊彈簧和布置形式的選擇1、周置彈簧離合器◎壓緊彈簧：圓柱螺旋彈簧?！虿贾眯问剑翰贾迷谝粋€或兩個同心圓周上?！騼?yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、制造容易。此結(jié)構(gòu)中彈簧壓力直接作用于壓盤上?！蛉秉c：－為了保證摩擦片上壓力均勻，壓緊彈簧的數(shù)目不應(yīng)太少，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)。－壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火失效；－當(dāng)發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速很高時，周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力隨之降低。－彈簧靠在其定位座上，造成接觸部位嚴(yán)重磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。

汽車設(shè)計離合器三、壓緊彈簧和布置形式的選擇1、周置彈簧離合器汽車設(shè)計離合器612、中央彈簧離合器◎壓緊彈簧：圓柱螺旋彈簧，圓錐彈簧?！虿贾眯问剑翰贾迷陔x合器的中心?！騼?yōu)點：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，不會使彈簧受熱退火?！蛉秉c：軸向尺寸較大。這種結(jié)構(gòu)多用于重型汽車上。汽車設(shè)計離合器2、中央彈簧離合器◎壓緊彈簧：圓柱螺旋彈簧，圓錐彈簧。汽車設(shè)623、斜置螺旋彈簧離合器◎壓緊彈簧：圓柱螺旋彈簧?！虿贾眯问剑褐苓吘鶆騼A斜布置?！騼?yōu)點：1）在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。2）工作性能穩(wěn)定、踏板力較小。此結(jié)構(gòu)多在重型汽車上采用。

汽車設(shè)計離合器3、斜置螺旋彈簧離合器◎壓緊彈簧：圓柱螺旋彈簧。汽車設(shè)計離合634、膜片彈簧離合器◎壓緊彈簧：碟形彈簧。◎優(yōu)點：1)膜片彈簧具有較理想的非線性特性，彈簧壓力和傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變。2)膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小。3)高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱螺旋彈簧壓緊力則明顯下降4)由于膜片彈簧大斷面環(huán)形與壓盤接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命。5)易于實現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長。6)平衡性好。7)有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本?！蛉秉c：制造工藝較復(fù)雜，對材質(zhì)和尺寸精度要求高，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。汽車設(shè)計離合器4、膜片彈簧離合器◎壓緊彈簧：碟形彈簧。汽車設(shè)計離合器64膜片彈簧離合器的分類推式膜片彈簧離合器

拉式膜片彈簧離合器汽車設(shè)計離合器膜片彈簧離合器的分類汽車設(shè)計離合器65拉式與推式膜片彈簧離合器的性能比較◎拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點：1)結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更小。2)同樣壓盤尺寸條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，從而提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，而并不增大踏板力；或在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)。3)接合或分離時，離合器蓋變形小，剛度大，分離效率更高。4)杠桿比大于推式，中間支承少，摩擦損失小，傳動效率較高，操縱更輕便。5)膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會產(chǎn)生沖擊和噪聲。6)使用壽命更長。

汽車設(shè)計離合器拉式與推式膜片彈簧離合器的性能比較◎拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點66◎拉式膜片彈簧離合器的缺點：拉式膜片彈簧的分離指與分離軸承套筒總成嵌裝在一起，需專門的分離軸承，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，安裝和拆卸較困難，且分離行程略比推式大些。拉式與推式膜片彈簧離合器的性能比較汽車設(shè)計離合器◎拉式膜片彈簧離合器的缺點：拉式與推式膜片彈簧離合器的性能比67三、膜片彈簧離合器的支承形式推式膜片彈簧離合器的支承汽車設(shè)計離合器三、膜片彈簧離合器的支承形式推式膜片彈簧離合器的支承汽車設(shè)計68拉式膜片彈簧離合器的支承汽車設(shè)計離合器拉式膜片彈簧離合器的支承汽車設(shè)計離合器69四、壓盤驅(qū)動方式◎壓盤的驅(qū)動方式：凸塊一窗孔式、銷釘式、鍵塊式（中間壓盤上用）、傳動片式?！蚯叭N的共同缺點：在聯(lián)接件之間都有間隙，沖擊和噪聲大，零件相對滑動中有摩擦和磨損，降低了傳動效率。汽車設(shè)計離合器四、壓盤驅(qū)動方式◎壓盤的驅(qū)動方式：汽車設(shè)計離合器70傳動片式◎傳動片式的布置：沿周向布置的三組或四組鋼帶傳動片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接?！騻鲃悠降膬?yōu)點：傳動片的彈性允許其作軸向移動。當(dāng)發(fā)動機驅(qū)動時，鋼帶受拉；當(dāng)拖動發(fā)動機時，鋼帶受壓。此結(jié)構(gòu)中壓盤與飛輪對中性能好，使用平衡性好，使用可靠，壽命長?！騻鲃悠降娜秉c：反向承載能力差，汽車反拖時易折斷傳動片，故一般采用高碳鋼。汽車設(shè)計離合器傳動片式◎傳動片式的布置：沿周向布置的三組或四組鋼帶傳動片兩71第三節(jié)離合器主要參數(shù)的選擇◎離合器的靜摩擦力矩

◎單元面積ds上的摩擦力矩

◎整個摩擦面產(chǎn)生的摩擦力矩

◎摩擦面承受的單位壓力p0

◎?qū)τ谟衂個摩擦面的離合器，產(chǎn)生的摩擦力矩

◎4式帶入5式，得到轉(zhuǎn)矩◎比較1、6兩式得到，摩擦面平均摩擦半徑汽車設(shè)計離合器第三節(jié)離合器主要參數(shù)的選擇◎離合器的靜摩擦力矩◎單元72◎摩擦面平均摩擦半徑分析當(dāng)d／D≥0．6時Rc可相當(dāng)準(zhǔn)確地由下式計算◎離合器的靜摩擦力矩與摩擦材料及結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系式為了保證離合器在任何工況下都能可靠地傳遞發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，設(shè)計時Tc應(yīng)大于發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，即

汽車設(shè)計離合器◎摩擦面平均摩擦半徑分析當(dāng)d／D≥0．6時Rc可相當(dāng)準(zhǔn)確地由73離合器基本參數(shù)的選擇一、后備系數(shù)β1、在選擇β時，應(yīng)考慮的因素：

1)摩擦片在使用中磨損后，離合器還應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩。

2)要防止離合器滑磨過大。

3)要能防止傳動系過載。汽車設(shè)計離合器離合器基本參數(shù)的選擇一、后備系數(shù)β汽車設(shè)計離合器742、β的選擇原則承用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車β＝1.20～1.75

最大總質(zhì)量為6～14t的商用車β＝1.50～2.25掛車

β＝1.80～4.01）為可靠傳遞發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過大，β不宜選取太??；2）為使離合器尺寸不致過大，減少傳動系過載，保證操縱輕便，β不宜選取太大；3）當(dāng)發(fā)動機后備功率較大、使用條件較好時，β可選取小些；4）當(dāng)使用條件惡劣，需拖帶掛車時，為提高起步能力、減少滑磨，β應(yīng)選取大些；5）貨車總質(zhì)量越大，β也應(yīng)選得越大；6）采用柴油機時，因工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取的β值應(yīng)比汽油機大些；7）發(fā)動機缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動越小，β可選取小些；8）膜片彈簧離合器摩擦片磨損后壓力保持較穩(wěn)定，β值可比螺旋彈簧離合器小些；9）雙片離合器的β值應(yīng)大于單片離合器。汽車設(shè)計離合器2、β的選擇原則承用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車β＝1.75二、單位壓力p0

1、在選擇p0時,應(yīng)考慮的因素：1)離合器的工作條件;2)發(fā)動機后備功率大小;3)摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量;4)后備系數(shù)。2、選擇原則：1)離合器使用頻繁，發(fā)動機后備系數(shù)較小時，加應(yīng)取小些;2)摩擦片外徑較大時，為了降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷，p0

應(yīng)取小些；3)后備系數(shù)較大時，可適當(dāng)增大p0

。汽車設(shè)計離合器二、單位壓力p01、在選擇p0時,應(yīng)考慮的因素：汽車設(shè)計離76三、摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b

1.摩擦片外徑D的估算：或2.摩擦片內(nèi)徑d的計算：

根據(jù)c=d／D，一般在0.53～0.70之間，得d=c×D。3.D,d的選擇原則：在同樣外徑D時，選用較小的內(nèi)徑d雖可增大摩擦面積，提高傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，但會使摩擦面上的壓力分布不均勻，使內(nèi)外緣圓周的相對滑磨速度差別太大而造成摩擦面磨損不均勻，且不利于散熱和扭轉(zhuǎn)減振器的安裝。摩擦片尺寸D應(yīng)使摩擦片最大圓周速度不超過65～70m／s，以免摩擦片發(fā)生飛離。4.摩擦片的厚度b有3．2mm、3．5mm和4．0mm三種。乘用車，KD=14.6；1.8t<ma<14.0t的商用車，kD=16.0~18.5(單片），13.5~15.0(雙片）；ma>14.0t的商用車，kD=22.5~24.0。汽車設(shè)計離合器三、摩擦片外徑D、內(nèi)徑d和厚度b1.摩擦片外徑D的估算：或77第四節(jié)離合器的設(shè)計與計算一、離合器基本參數(shù)的優(yōu)化離合器的性能參數(shù)和尺寸參數(shù)，在前面是采用先初選、后校核的方法。下面采用優(yōu)化的方法來確定這些參數(shù)。

1．設(shè)計變量后備系數(shù)β取決于離合器工作壓力F和離合器的主要尺寸參數(shù)D和d。單位壓力p0也取決于F和D及d。因此，離合器基本參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計變量可選為汽車設(shè)計離合器第四節(jié)離合器的設(shè)計與計算一、離合器基本參數(shù)的優(yōu)化汽車設(shè)782．目標(biāo)函數(shù)離合器基本參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的目標(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，則目標(biāo)函數(shù)為：3．約束條件1)摩擦片的外徑D(mm)的選取應(yīng)使最大圓周速度VD不超過65—70m／s，即

2)摩擦片的內(nèi)外徑比c應(yīng)在0．53～0．70范圍內(nèi)，即

0．53≤c≤0．703)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β值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍β為1.2～4.0，即

1．2≤β≤4．0汽車設(shè)計離合器2．目標(biāo)函數(shù)離合器基本參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)是：在保證離合器性能794)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

d>2Ro+505)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6)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p。對于不同車型，根據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取，最大范圍為0.10～1.50MPa，即

0.10MPa≤p。≤1.50MPa7)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積滑磨功應(yīng)小于其許用值，即W為汽車起步時離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功(J)，可根據(jù)右式計算

汽車設(shè)計離合器4)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80二、膜片彈簧的載荷變形特性

假設(shè)膜片彈簧在承載過程中，其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點O轉(zhuǎn)動。通過支承環(huán)和壓盤加在膜片彈簧上的載荷Fl集中在支承點處，加載點間的相對軸向變形為λ1，則有關(guān)系式

汽車設(shè)計離合器二、膜片彈簧的載荷變形特性假設(shè)膜片彈簧在承載過程中，其子午81三、膜片彈簧的主要參數(shù)自由狀態(tài)下膜片彈簧碟簧部分內(nèi)截錐高度H膜片彈簧鋼板厚度h自由狀態(tài)下膜片彈簧錐底角α自由狀態(tài)下膜片彈簧碟簧部分大、小端半徑R、r（r即為分離指根部半徑，與彈簧小端半徑r。有區(qū)別）膜片彈簧小端內(nèi)半徑r。分離軸承作用半徑rf壓盤加載點半徑R1支承環(huán)加載點半徑r1分離指數(shù)目n分離指切槽寬度δl、δ2

及半徑re汽車設(shè)計離合器三、膜片彈簧的主要參數(shù)自由狀態(tài)下膜片彈簧碟簧部分內(nèi)截錐高度H82四、膜片彈簧主要參數(shù)的選擇

1．比值H／h和h的選擇比值H／h對膜片彈簧的彈性特性影響極大。為保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車離合器用膜片彈簧的H／h一般為1.6~2.2，板厚h為2～4mm。

2．比值R／r和R、r的選擇

R／r越大，彈簧材料利用率越低，彈簧剛度越大，彈性特性曲線受直徑誤差影響越大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R／r一般為1.20～1.35。為使摩擦片上壓力分布均勻，推式的R值、拉式的r值應(yīng)取為大于或等于摩擦片的平均半徑RC。汽車設(shè)計離合器四、膜片彈簧主要參數(shù)的選擇1．比值H／h和h的選擇833．α的選擇

膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角α與內(nèi)截錐高度H關(guān)系密切，α=arctanH／(R-r)≈H／(R-r)，一般在9O～15O范圍內(nèi)。4．膜片彈簧工作點位置的選擇彈性特性曲線曲線的拐點H對應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，λ1H=(λ1M+λ1N)／2。新離合器在接合狀態(tài)時，膜片彈簧工作點B一般取在凸點M和拐點H之間，且靠近或在H點處，一般λ1B=(0．8～1．0)λlH，以保證摩擦片在最大磨損限度△λ范圍內(nèi)壓緊力從F1B到F1A變化不大。當(dāng)分離時，膜片彈簧工作點從B變到C，為最大限度地減小踏板力，C點心盡量靠近凹點N。

磨損極限點：A點彈簧工作點：B點（B點有活動范圍）彈簧分離行程最大點：C點彈簧凸點：M點（最大力點）彈簧凹點：N點（最小力點）彈簧壓平點：H點（拐點）接合時的工作區(qū)間：M－H分離時的工作區(qū)間：B－C彈簧可正常工作區(qū)間：A－C汽車設(shè)計離合器3．α的選擇膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角α與內(nèi)截錐高度H關(guān)845．n的選取

分離指數(shù)目n常取為18，大尺寸膜片彈簧可取24，小尺寸膜片彈簧可取12；6.膜片彈簧小端內(nèi)半徑r0及分離軸承作用半徑rf的確定

r0由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑，rf應(yīng)大于r0；7.壓盤加載點半徑R1和支承環(huán)加載點半徑r1的確定R1和r1的取值將影響膜片彈簧的剛度。r1應(yīng)略大于r且盡量接近r，R1應(yīng)略小于及且盡量接近R汽車設(shè)計離合器5．n的選取分離指數(shù)目n常取為18，大尺寸膜片彈簧可取285五、膜片彈簧材料及制造工藝◎材料：60Si2MnA或50CrVA等優(yōu)質(zhì)高精度鋼板材料?！蚬に嚕?）熱處理：保證硬度、幾何形狀、金相組織、載荷特性和表面質(zhì)量,碟簧部分的硬度一般為45～50HRC

；2）強壓處理，過分離3～8次：提高承載能力；3）噴丸處理：表面強化，冷作硬化，提高疲勞壽命；4）分離指端部高頻感應(yīng)加熱淬火或鍍鉻:提高耐磨性,分離指端硬度為55～62HRC;5）擠壓處理：消除與壓盤接觸圓的拉應(yīng)力源；汽車設(shè)計離合器五、膜片彈簧材料及制造工藝◎材料：60Si2MnA或50Cr86第五節(jié)扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計

一、扭轉(zhuǎn)減振器的組成彈性元件(減振彈簧或橡膠)

阻尼元件(干摩擦阻尼片或液體阻尼器)。二、扭轉(zhuǎn)減振器的功能

1)降低發(fā)動機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。

汽車設(shè)計離合器第五節(jié)扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計一、扭轉(zhuǎn)減振器的組成汽車設(shè)計離87三、扭轉(zhuǎn)減震器的特性◎扭轉(zhuǎn)減振器具有線性和非線性特性兩種?！騿渭墸€性減振器：彈性元件采用一組圓柱螺旋彈簧；◎雙級（三級），非線性特性：彈性元件采用兩組圓柱螺旋彈簧，第一級的剛度很小，稱為怠速級，第二（三）級的剛度較大。◎在汽油機汽車中廣泛采用單級，柴油機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。汽車設(shè)計離合器三、扭轉(zhuǎn)減震器的特性◎扭轉(zhuǎn)減振器具有線性和非線性特性兩種。汽88四、扭轉(zhuǎn)減振器參數(shù)極限轉(zhuǎn)矩扭轉(zhuǎn)剛度阻尼摩擦元件間的摩擦轉(zhuǎn)矩預(yù)緊轉(zhuǎn)矩極限轉(zhuǎn)角減振彈簧的位置半徑R0

減振彈簧個數(shù)減振彈簧總壓力汽車設(shè)計離合器四、扭轉(zhuǎn)減振器參數(shù)極限轉(zhuǎn)矩汽車設(shè)計離合器89五、扭轉(zhuǎn)減振器參數(shù)的選擇1、極限轉(zhuǎn)矩極限轉(zhuǎn)矩為減振器在消除限位銷與從動盤轂缺口之間的間隙△1時所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷起作用時的轉(zhuǎn)矩。方法2：按汽車后驅(qū)動輪的最大附著力矩計算。當(dāng)減振器傳遞的極限轉(zhuǎn)矩與相等時，傳動系的動載荷為最?。蝗粜∮?，系統(tǒng)將會產(chǎn)生沖擊載荷；若大于，則會增大減振器的角剛度，使傳動系動載荷有所增大?？砂聪率竭x取限位銷如何確定？方法1：按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算。汽車設(shè)計離合器五、扭轉(zhuǎn)減振器參數(shù)的選擇1、極限轉(zhuǎn)矩方法2：按汽車后驅(qū)動輪的902、扭轉(zhuǎn)剛度需加在從動片上的轉(zhuǎn)矩（K：彈簧線剛度，單位：N/mm）扭轉(zhuǎn)剛度的定義

設(shè)計時可按經(jīng)驗來初選降低kφ，可以降低傳動系統(tǒng)高頻固有頻率；過低，則沖擊反而增大。汽車設(shè)計離合器2、扭轉(zhuǎn)剛度需加在從動片上的