【正文】 the serialized requirement and so on, reasonably designs the structure which the coupling always bees to reveal especially is important. This article has studied the coupling and its the ontrols anization structure knowledge, the design idea and the method and so on. And has carried on the detailed design calculation to the coupling and its the ontrols anization major parts, has studied the disk spring, the reverse shock absorber, the ontrols anization with emphasis and the clutch plate design method, mentality, theory. To the structural element analysis, the main parameter and the ponents load determination, the strength calculation method all has the detailed introduction. This design obtained monolithic has pushed the type disk spring coupling by the powder metallurgy material as the clutch plate friction material, satisfied has pared the high performance the standard, substituted had the pollution to the conditions the asbestos base to rub the material. Key words: Clutch； Diaphragm Spring； The Clutch Plate； Ontrols Organization；Design 黑龍江工程學院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 6 第 1章 緒 論 引言 在以內(nèi)燃機作為動力的機械傳動汽車中，離合器都是作為一個獨立的零件存在。雖然發(fā)展自動傳動系統(tǒng)是汽車傳動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，但也有專家指出：根據(jù)德國出版的 2020 年世界汽車年簽， 2020 年世界各國 114 家汽車所生產(chǎn)的 1864 款乘用車中，手動機械變速器車款為 1337 款；在我國，乘用車中自動擋車款式只占全國平均數(shù)的%；若考慮商用車中更是多數(shù)采用手動變速器，手動擋汽車目前仍是世界車款的主流（其 中不排除一些國家或地區(qū)自動變速器車款是其主流產(chǎn)品）。談到未來，考慮到手動傳動系將向自動自動傳動系過度，但現(xiàn)在手動傳動戲也在不斷改善，因此也是自動傳動系的有力競爭對手?？梢哉f，從目前到將來離合器這一部件將會伴隨著內(nèi)燃機一起存在，不可能在汽車上消失。 汽車離合器的現(xiàn)狀發(fā)展 汽車離合器的現(xiàn)狀 如今單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面相當完善。采用具有軸向彈性的從動盤，提高了離合器結(jié)合的平順性。離合器從動盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動系統(tǒng)的過載、共振，并且減小了傳動系噪聲。 近年來，出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)減振特 性和性能價格比較為理想的雙質(zhì)量飛輪結(jié)構(gòu)，這種飛輪由初級飛輪、扭轉(zhuǎn)減振器和次級飛輪組成，采用徑向布置減振彈簧，在有限的空間可以獲得相當好的減振效果。它突破了傳統(tǒng)的飛輪鑄造生產(chǎn)方法，以鋼板沖壓取而代之。 隨著汽車運輸業(yè)的發(fā)展，離合器還要在原有的基礎(chǔ)上不斷提高和改進，以適應(yīng)新的使用條件。從國外的發(fā)展動向來看，近年來車輛在性能上向高速發(fā)展，發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載貨汽車趨于大型化 ， 國內(nèi)也有類似情況。此外，離合器的使用條件也日酷一日。因此，提高離合器的傳扭能力、提高其使用壽命、簡化操作已成為離合器目前發(fā)展的趨勢 。 對于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動機功率不斷加大，但離合器允許黑龍江工程學院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 7 加大尺寸空間有限，離合器的使用條件日酷一日，增加了離合器扭轉(zhuǎn)能力，提高其使用壽命，簡化操作，已成為重型離合器發(fā)展的趨勢。為了提高離合器的扭轉(zhuǎn)能力，在重型汽車上可采用雙片干式離合器。從理論上講，在相同的徑向尺寸下，雙片離合器的扭轉(zhuǎn)能力和使用壽命是單片 1 倍。但受到其它客觀因素的影響，實際效果要比理論值低一些。 近年來濕式離合器在技術(shù)上不斷的改進，在國外某些重型牽引汽車和自卸汽車上又開始采用多片濕式離合器。與干式離合器相比，由于油泵進行強制 冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低，因此起步時長時間打滑也不致燒損摩擦片。據(jù)報道，這種離合器有著良好的起步能力，其使用壽命可達干式的 5~6 倍。 汽車離合器的發(fā)展 在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它的原型設(shè)計曾裝在德國戴母勒公司的鋼制車輪的小汽車上。它是將發(fā)動機飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動部件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到 20世紀 20年代中葉，對當時來說，錐形離合器修復(fù)比較簡單，摩擦面容易修復(fù)。它的材料曾用過駝毛帶、皮革帶等。 現(xiàn)今所用的盤式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到 1925 年以后才出現(xiàn)的，多片離合器最主要的優(yōu)點是在汽車起步時離合器的結(jié)合比較平順，無沖擊。早期的設(shè)計中，多片按成對布置設(shè)計，一個鋼盤片對著一青銅盤片。采用純粹的金屬對金屬的摩擦副，把它們置于油中工作，能達到更為滿意的性能。 在油中的盤式離合器， 摩擦片 直徑不能太大，以避免在高速時把油給甩掉。此外，油也容易把金屬盤片粘住，不容易分離。但畢竟優(yōu)點大于缺點。因為在當時，許多離合器還在探索原創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)定。 石棉基材料的引入和改進，使得盤式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受更高的溫度。此外，由于采用石棉基摩擦后可用較 小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。 20 世紀 20 年代末，直到 30年代時，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器。 離合器執(zhí)行系統(tǒng)的使用環(huán)境非常惡劣，長時間的經(jīng)受高溫，而且又暴露在壓力油和潤滑劑中。以往主動缸和從動缸組件都必須使用金屬，近年來，美國一汽車產(chǎn)品公司向各大洲的車商提供用塑料制的離合器執(zhí)行系統(tǒng)，該商品的商標為 CSC，是用 LFRT，即用 50%的長纖維增強的黑色尼龍，該材料的硬度大、重量輕、比模量超過鋁合金。它的纖維分布均勻，是隨機分布的，尺寸穩(wěn)定性 好、收縮率低、約為 %。由于纖維完全浸潤在尼龍樹脂中，而且端頭較少，完全能保證有出色的光亮表面。 50%的長纖維，使熱膨脹系統(tǒng)幾乎與金屬相同，該公司認為，如果仔細地將注塑件的尼龍成份燒掉，黑龍江工程學院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 8 留下的骨架部分（纖維）幾乎仍保留制品的形狀。這表明產(chǎn)品中的纖維的分布是各向同性，所以收縮一致，抑制了翹曲。 CSC 的表面光潔度較鑄鋁件好，有助于延長從動缸的密封壽命。該產(chǎn)品的型號是 ，完全符合所有的長期爆炸測試要求，室溫下的抗拉強度幾乎達到 50000lb/ft2，疲勞強度高，抗蠕變能力強，在 149℃ 下 ，抗拉強度仍有 20200lb/ft2， 50%長玻纖增強的 PA，密度為 ，所以也減輕了重量。通過注塑成型生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件與鑄鋁相比，節(jié)約了成本。 多年的實踐經(jīng)驗和技術(shù)上的改進以及材料的日新月異，使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器因為它具有從動部分轉(zhuǎn)動慣量小、散熱性好、機構(gòu)簡單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到結(jié)合平順，因此現(xiàn)在廣泛用于大、中、小各類車型中 [1]。 本文研究的主要內(nèi)容 本設(shè)計的 主要 內(nèi)容： （ 1）離合器類型的選擇； （ 2）各 部件參數(shù)的選擇； （ 3）各部件的參數(shù)計算各部件的設(shè)計； （ 4）總體布置； （ 5）圖紙的繪制。 主要 設(shè)計 步驟如下： （ 1）確定要設(shè)計的膜片彈簧離合器的基本結(jié)構(gòu)，包括主動部分、從動部分、壓緊機構(gòu)、操縱機構(gòu) ； （ 2）根據(jù)設(shè)計的形式確定主要機構(gòu)的基本數(shù)據(jù) ； （ 3）根據(jù)具體結(jié)構(gòu)和設(shè)計情況提出改進意見和措施，找出設(shè)計的不足和所受的條件限制，提出解決方案 ； （ 4）根據(jù)計算結(jié)果繪制圖紙并撰寫說明書。 黑龍江工程學院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 9 第 2章 離合器結(jié)構(gòu)原理分析 離合器機構(gòu)類型的分析 汽車離合 器有摩擦式、液力式和電磁式三種類型，但摩擦式離合器用得最為廣泛。 摩擦離合器的類型很多，主要有周置式離合器 、中央彈簧離合器、斜置彈簧離合器、膜片彈簧離合器。 周置式離合器主要用在商用載重汽車上，螺旋彈簧沿著壓盤的圓周作同心圓布置：中央彈簧離合器，采用 1~2 個圓柱螺旋彈簧或用一個矩形斷面的錐形螺旋彈簧做壓簧并布置在離合器正中間的結(jié)構(gòu)形式，稱為中央離合器。中央離合器的壓簧不和壓盤直接接觸，因此壓盤由于摩擦生成的熱量不會直接傳遞給彈簧使其回火失效。中央彈簧的壓緊力通過杠桿系統(tǒng)作用于壓盤，并按杠桿比放大，因此可用較小 的彈簧力得到足夠大的壓盤壓緊力。膜片彈簧離合器是用膜片彈簧代替了壓緊彈簧及分離桿機構(gòu)而作成的離合器，因為它布置在中央，所以也可算中央彈簧離合器：雙片離合器，單片離合器由于受到壓緊彈簧結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計的限制，其轉(zhuǎn)矩容量也受到限制。其次還有斜置拉式螺旋彈簧離合器、金屬陶瓷離合器、濕式離合器。 膜片彈簧離合器 與其他形式的離合器相比，具有一系列優(yōu)點：⑴膜片彈簧具有較理想的非線性彈性特性，彈簧壓力在摩擦片的允許磨損范圍內(nèi)基本保持不變 ， 因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；相對圓柱螺旋彈簧，其壓力大大下降，離合器分離 時，彈簧壓力有所下降，從而降低了踏板力。對于圓柱螺旋彈簧，其壓力則大大增加。⑵膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小。⑶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。⑷膜片彈簧以整個圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻。⑸易于實現(xiàn)良好的通風散熱，使用壽命長。⑹膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。 按其分離軸承運動的方向可分為推式和拉式兩種。 拉式膜片彈簧離合器較推式在性能上有更多的優(yōu)點，但由于受到分離軸承機構(gòu) 設(shè)計、拆裝復(fù)雜等因素的困擾，因此在本設(shè)計選用推式的結(jié)構(gòu)形式 [2]。 黑龍江工程學院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 10 膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理 離合器的結(jié)構(gòu)：發(fā)動機的飛輪是離合器的主動部件（如圖 所示），帶有摩擦片的從動盤和從動盤轂借滑動花鍵與變速器第一軸（離合器從動軸）相連。壓緊彈簧將從動盤壓緊在飛輪端面。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與主動盤面之間的摩擦作用而傳到從動盤上，在由此經(jīng)過變速器的第一軸和傳動系統(tǒng)的中一系列部件傳給驅(qū)動輪。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。 從動盤：主要由從動片、摩擦片、從動盤轂等三個 基本部件組成。為了使單盤離合器結(jié)合柔和，起步平穩(wěn)，從動盤一般具有軸向彈性。具有軸向彈性的從動盤結(jié)構(gòu)大致有整體式、分開式和組合式幾種。 扭轉(zhuǎn)減振器：發(fā)動機傳到汽車傳動系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩是周期地不斷變化著的，這就使的傳動系統(tǒng)中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動。如果其振動的頻率與傳動系統(tǒng)的固有頻率相一致，就會發(fā)生共振，這對傳動系統(tǒng)零件壽命有很大影響。此外在不分離離合器的情況下進行緊急制動或猛烈接合時，瞬間將造成對傳動系統(tǒng)極大的沖擊載荷，從而縮短零件的使用壽命。為了避免共振，緩和傳動系統(tǒng)所受的沖擊載荷，提高零件的壽命，通常在各種轎車，貨 車的傳動系中都裝有扭轉(zhuǎn)減振器。 操縱機構(gòu)：離合器的操縱機構(gòu)是駕駛員借以使離合器，或使之柔和結(jié)合的一套機構(gòu)。它起始于離合器踏板，終止于離合器殼（飛輪殼）內(nèi)的分離軸承。按照分離離合器的操縱能源不同，離合器操縱機構(gòu)可分為人力式和氣壓式兩類。前者是以駕駛員的肌體作為惟一的操縱動力，后者是以發(fā)動機驅(qū)動的空氣壓縮機作為主要操縱動力，而以人力作為輔助和后備的操縱動力。 離合器蓋總成：壓盤、分離桿、壓緊彈簧一起組裝在離合器蓋內(nèi)，組成離合器蓋總成。蓋總成通過螺栓安裝到發(fā)動機的飛輪上。飛輪和壓盤為主動件，發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩通 過這兩個主動件輸入。飛輪和壓盤之間為從動盤總成，它作為從動件通過摩擦接受由主動件傳來的輸入轉(zhuǎn)矩，并通過其中間的從動盤轂花鍵輸出轉(zhuǎn)矩。壓緊彈簧通過壓盤那從動盤總成緊緊壓在飛輪上，形成工作壓力。當發(fā)動機工作帶動飛輪和壓盤一道旋轉(zhuǎn)時，通過壓盤上壓緊彈簧產(chǎn)生的工作壓力所形成的摩擦力，帶動從動盤總成旋轉(zhuǎn)，完成轉(zhuǎn)矩的輸出。 離合器的工作原理： 離合器蓋與發(fā)動機飛輪用螺栓緊固在一起 ,當膜片彈簧被預(yù)加壓緊 ,離合器處于接合位置時 ,由于膜片彈簧大端對壓盤的壓緊力 ,使得與從動盤摩擦片之間產(chǎn)生摩擦力 。 當離合器蓋總成隨飛輪轉(zhuǎn)動時 (構(gòu)成離合器主動部分 ),就通過摩擦片上的摩擦轉(zhuǎn)矩帶動從動盤總成和變速器一起轉(zhuǎn)動以傳遞發(fā)動機動