【正文】 1 第 1 章 緒論 引言 近年來各國(guó)政府都從資金、技術(shù)方面大力發(fā)展汽車工業(yè)，使其發(fā)展速度明顯比其它工業(yè)要快的多，因此汽車工業(yè)迅速成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。 對(duì)于內(nèi)燃機(jī)汽車來說，離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在，它是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接聽總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦式離合器主要依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。 在早期研發(fā)的離合器中，錐形離合器最為成功?，F(xiàn)今所用的盤片式離合器的先驅(qū)是多片盤式離合器，它是直到 1925 年以后才出現(xiàn)的。 20 世紀(jì) 20 年代末，直到 進(jìn)入 30 年代時(shí)，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才采用多片離合器。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式離合器。 全套圖紙，加 153893706 近來，人們對(duì)離合器 的要求越來越高，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式的操縱形式正向自動(dòng)操縱的形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn) 2 速，增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡(jiǎn)化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢(shì)。 隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率不斷提高和汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)離合器的要求越來越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式正向自動(dòng)操縱的形式發(fā)展。因此，提高離合器的可靠性和延長(zhǎng)其使 用壽命，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速，增加離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡(jiǎn)化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，設(shè)計(jì)工作已從手工轉(zhuǎn)向電腦，包括計(jì)算、性能演示、計(jì)算機(jī)繪圖、制成后的故障統(tǒng)計(jì)等等。 膜片彈簧離合器是近年來在轎車和輕型載貨汽車上廣泛采用的一種離合器[2]。因其作為壓簧，可以同時(shí)兼起分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，質(zhì)量減少，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。其次，由于膜片彈簧與壓盤以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻。另外由于膜片彈簧具有非線性彈性特性，故能在從動(dòng)盤摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。離合器分離時(shí)，使離合器踏板操縱輕便，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，因膜片彈簧是一種對(duì)稱零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很少，而周布置彈離合器在高速時(shí)，因受離心力作用會(huì)產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴(yán)重鼓出，從而降低了對(duì)壓盤的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降 [5]。那么可以看出，對(duì)于輕型車膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)研究在改善汽車離合器各方面的性能具有十分重要的意義。 由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧離合器的工藝水平在不斷提高，因此這種離合器在轎車及微型、輕型客車上得到廣泛運(yùn) 用，而且正大力擴(kuò)展到載貨汽車和重型汽車上，國(guó)外已經(jīng)設(shè)計(jì)出了傳遞轉(zhuǎn)矩為80~、最大摩擦片外徑達(dá) 420 的膜片彈簧離合器系列，廣泛用于轎車、客車、輕型和中型貨車上。甚至某些總質(zhì)量達(dá) 28~32t 的重型汽車也有采用膜片彈簧離合器的，但膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧要高。膜片彈簧離合器的操縱曾經(jīng)都采用壓式機(jī)構(gòu)，即離合器分離時(shí)膜片彈簧彈性杠壓桿內(nèi)端的分離指處是承受壓力。當(dāng)前膜片彈簧離合器的操縱機(jī)構(gòu)已經(jīng)為拉式操縱機(jī)構(gòu)所取代。后者的膜片彈簧為反裝，并將支承圈移到膜片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，零件減少、裝拆方 便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。而在壓式結(jié)構(gòu)中支承圈的磨損會(huì)形成間隙而增大踏板的自由行程。 [12] 3 離合器的結(jié)構(gòu)由：從動(dòng)盤、壓盤、膜片彈簧、扭轉(zhuǎn)減震器、離合器蓋分離軸承等組成。 圖 離合器結(jié)構(gòu)示意圖 1齒圈 2從動(dòng)盤 3壓盤 4膜片彈簧 5離合器蓋 6分離軸承 7飛輪 離合器的功用： 1）離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力專遞，保證汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地結(jié)合，確保汽車平穩(wěn) 起步； 2）在換擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換擋此輪之間的沖擊； 3）在工作中受到較大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所傳動(dòng)的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳東西各零部件因超載而損壞； 4）有效的降低傳動(dòng)系中的震動(dòng)與噪聲。 離合器研究現(xiàn)狀 國(guó)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外研究狀況： 1891 年 , 法國(guó)人制成了摩擦片式離合器 ,但多片濕式摩擦離合器的片與片之間容易被油粘住 , 致使離合器分離不徹底 , 造成換檔困難 , 所以它又逐漸被干式多片離合器取代。多片干式離合器的主要優(yōu)點(diǎn)是由于接觸面數(shù)多 , 故接合平順柔和 , 保證了汽車的 平穩(wěn)起步 。 但因片數(shù)多 , 從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大 , 還是感到換檔不夠容易 。 另外 , 中間壓盤的通風(fēng)散熱不良 , 容易引起過熱 ,加快了離合器的磨損 , 如果調(diào)整不當(dāng)還可能引起離合器分離不徹底。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)使人們逐漸趨向采用單片干式離合器 , 它具有從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 4 小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn) 。 但在使用初期接合不夠平順。隨著科學(xué)的進(jìn)步 , 通用公司于 1938 年推出的液力自動(dòng)變速器(Hydra2M at ic) , 用液力偶合器代替了普通的離合器裝置 , 它的特點(diǎn)是自適應(yīng)性強(qiáng) , 使得車輛 起步平穩(wěn)、迅速 , 加速均勻 , 乘坐舒適 , 但其缺點(diǎn)是效率低。1948 年別克汽車成功地使用了液力變矩器 , 變矩器與液力偶合器相比不僅可以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩 , 還可以將其提高 1 倍。自 1978 年以來 , 克萊斯勒公司的托克弗萊特型自動(dòng)變速器又有新的改動(dòng) , 它采用了一個(gè)“鎖止式變矩器” , 這種設(shè)計(jì)消除了車輛在高速擋運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)常見的動(dòng)力傳遞損耗 , 從而提高了單位燃油的里程數(shù)。 80 年代以來除了傳統(tǒng)的裝用液力變矩器的自動(dòng)變速器外 , 又出現(xiàn)了新的、純機(jī)械式自動(dòng)變速器 , 它由干式離合器和傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械式變速器加上微機(jī)控制實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)操縱。通常比同條件下的液力自動(dòng)變速器節(jié)油 10%～ 30%。在離合器的操縱機(jī)構(gòu)中 , 由于重型和中型汽車的離合器壓緊彈簧的壓緊力很大 , 人們又采用各種助力裝置來減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度 , 如日本日產(chǎn) TKL 20 型重型 汽車采用彈簧助力 [1]。 近年來為了實(shí)現(xiàn)離合器的自動(dòng)操作，有自動(dòng)離合器。與其他自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)相比它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。在歐洲小排量汽車上得到廣泛的應(yīng)用。次外由于多片濕式離合器在技術(shù)上的不斷改善，在國(guó)外的某些重型牽引車和自卸車上又開始采用多片濕式離合器，并有不斷增加的傾向。隨著汽車行 業(yè)的不斷發(fā)展，業(yè)內(nèi)的國(guó)際合作越來越多。從國(guó)內(nèi)外發(fā)展的動(dòng)向看，汽車的性能在向高速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載重汽車趨向大型化，所以離合器還要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和提高以適應(yīng)性的使用條件。 國(guó)內(nèi)研究狀況 20世紀(jì) 80 年代中期，汽車離合器在國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展，普及率越來越高，不少車型把他作為標(biāo)準(zhǔn)配置推出。汽車離合器在我國(guó)一直處于落后狀態(tài)除了 70 年代長(zhǎng)春第一汽車制造廠曾為紅旗牌轎車配置了汽車離合器之后將近二十幾年來國(guó)產(chǎn)轎車從未出現(xiàn)過離合器總成。自從 20世紀(jì) 80 年代以來，國(guó)外大量的現(xiàn)代化轎車進(jìn)入我國(guó) 市場(chǎng)，隨著我國(guó)改革開放的進(jìn)一步深入，國(guó)家對(duì)汽車工業(yè)的投資規(guī)模日益擴(kuò)大國(guó)內(nèi)外汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)高質(zhì)量、高水平、高效率的汽車離合器的需求越開越迫切。隨著國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的發(fā)育成長(zhǎng)，汽車離合器產(chǎn)品逐步細(xì)化，產(chǎn)品的針對(duì)性越來越強(qiáng)，因此在保證現(xiàn)有汽車離合器生產(chǎn)和改進(jìn)的同時(shí)，從分認(rèn)識(shí)到國(guó)際合作開發(fā)機(jī)遇，取長(zhǎng)補(bǔ)短，開發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國(guó)國(guó)情的汽車離合器。目前，全國(guó)有汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)約 200 多家，其中又有一定產(chǎn)能和規(guī)模的企業(yè)有 30多家。 20xx年我國(guó) 14離合器生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)離合器總成為 5 萬套。 20xx 年受國(guó) 內(nèi)汽車市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)， 12 家企業(yè)離合器總成產(chǎn)量突破 862 萬套。但由于乘用車中自動(dòng)擋比例的上升，傳統(tǒng)汽車離合器所占的份額有下降的趨勢(shì)。 目前國(guó)內(nèi)主要汽車離合器生產(chǎn)企業(yè)按目標(biāo)市場(chǎng)的不同，可分為 OEM 市場(chǎng)、售后市場(chǎng)和出口市場(chǎng)三類。由于各目標(biāo)市場(chǎng)對(duì)企業(yè)規(guī)模、供貨能力的要求不同，因而進(jìn)入各市場(chǎng)的難易程度也不同。目前，售后市場(chǎng)中企業(yè)間的差別最大，從小作坊到大型國(guó)企，從民營(yíng)私企到外方獨(dú)資、國(guó)有控股等呈多樣化，產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊。據(jù)環(huán)咨人員統(tǒng)計(jì)： 20xx 年我國(guó)汽車零部件市場(chǎng)中，正規(guī)企業(yè)產(chǎn)品約占市場(chǎng)份額的 30%，仿制產(chǎn)品約占 40%，翻新產(chǎn)品約占 30%。從各類企業(yè)性質(zhì)來看，國(guó)企約占 %，外企占 %，民企占 39%。在產(chǎn)品配套方面，乘用車領(lǐng)域體系內(nèi)配套的情況較為明顯，而商用車的采購(gòu)范圍則較廣。 我國(guó)汽車離合器行業(yè)在經(jīng)歷了改革改造、引進(jìn)消化、改制重組， 在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，汽車離合器市場(chǎng)在行業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理等方面取得了較好的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)汽車離合器企業(yè)約 100 余家 (不含家庭作坊 )。 20xx 年汽車離合器市場(chǎng)總銷售額約 35 億元；從業(yè)人員 12880 人，其中工程技術(shù)人員 1075人；固定資產(chǎn)總額 15． 1億元；利稅總額 2． 79 億元；全年共產(chǎn)銷汽車離合器蓋總成 1 000 萬件，汽車離合器從動(dòng)盤總成 20xx 萬件，液力變矩器 10萬套。到20xx 年 ,我國(guó)離合器總銷售額將達(dá) 84 億元。 國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的快速發(fā)展吸引了零部件巨頭的加入， 國(guó)際著名汽車離合器企業(yè) ~zl： lValeo、 Luk、 Sachs、 Exedy、 Eaton 等都在中國(guó)設(shè)立了合資或獨(dú)資企業(yè)，完成了在華的戰(zhàn)略布局，使得該行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇。他們不僅向原來并無份額的配套市場(chǎng)和售后市場(chǎng)滲透，還不斷擴(kuò)大其投資規(guī)模，改變股比，提高控制力。加大了專利在中國(guó)申報(bào)及保護(hù)力度，使得國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)汽車零部件企業(yè)面 臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)和壁壘。供應(yīng)商的資金實(shí)力、技術(shù)質(zhì)量水平和管理水平影響著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的維持及擴(kuò)大。 本設(shè)計(jì)的目的和意義 目的：通過在大學(xué)里所學(xué)的汽車專業(yè)知識(shí)，利用各種資源，對(duì)長(zhǎng)城汽車旗下的品牌進(jìn)一步有所學(xué)了解，對(duì)哈弗 H3的各種技術(shù)參數(shù)有所了解。并對(duì)離合器的現(xiàn)狀、發(fā)展、以及功用、結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行全面的理解和掌握，完成對(duì)長(zhǎng)城哈弗H3 膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)，使其滿足在各種工況下的使用要求的。同時(shí)更好的學(xué)習(xí)和掌握汽車構(gòu)造、機(jī)械設(shè)計(jì)、和汽車設(shè)計(jì)等專業(yè)知識(shí)和技能。對(duì)設(shè)計(jì)離合器的步驟，方法，注意事項(xiàng)，有所全面的了解，為 以后走向工作崗位奠定基礎(chǔ)。 6 意義：離合器作為底盤傳動(dòng)系中的重要部件，它起著從發(fā)動(dòng)機(jī)到傳動(dòng)系中齒輪之間橋梁的作用它的重要性不可忽視。汽車離合器的機(jī)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)參數(shù)不僅對(duì)離合器的耐久性、可靠性、質(zhì)量、效率、壽命和噪聲等方面有重要影響，也對(duì)汽車的平穩(wěn)起步、換擋平順、防止傳動(dòng)系過載有直接影響。此外，離合器不僅僅在汽車行業(yè)有所應(yīng)用，在其他機(jī)械傳動(dòng)中也有應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，造價(jià)低廉的離合器能降低整車生產(chǎn)成本，推動(dòng)汽車經(jīng)濟(jì)的更好發(fā)展。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 式 離合器 的基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)的選 擇 (摩擦片外徑 D、離合器后備系數(shù) β和單位壓力 p)及計(jì)算。 1) 從動(dòng)盤總成 設(shè)計(jì)； 2) 壓盤設(shè)計(jì) 離合器蓋總成 設(shè)計(jì)； 3) 膜片 彈簧 主要參數(shù)的選擇 、 設(shè)計(jì) 和 強(qiáng)度校核 ； 4) 扭轉(zhuǎn)減震器及操縱機(jī)構(gòu)各設(shè)計(jì) 5) 繪制離合器裝配圖及各零件的零件圖； 第 2 章 膜片彈簧離合器基本參數(shù)的選擇 汽車上所用的摩擦離合器，既有傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，又要靠它的滑磨來使汽車平穩(wěn)起步。因此，在設(shè)計(jì)離合器時(shí)，不僅在任何情況下都能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，而且還應(yīng)有足夠的使用壽命，這就要合理地選擇其基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù) 離合器的 原理 及滿足 的要求 工作原理：發(fā)動(dòng)機(jī)是離合器的主動(dòng)部件，帶有摩擦片的從動(dòng)盤和從動(dòng)盤轂由花鍵與變速器第一軸相連。壓緊彈簧將從動(dòng)盤壓緊在飛輪斷面上。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即靠飛輪與從動(dòng)盤接觸面之間的摩擦作用而傳到從動(dòng)盤上，再由此經(jīng)過變速器的第一軸和傳動(dòng)系統(tǒng)一系列部件傳給驅(qū)動(dòng)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。 離合器應(yīng)滿足的要求： 1) 在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備又能防止傳動(dòng)系超載。 7 2） 結(jié)合時(shí)要完全、平順、柔和，保證汽車起步是沒有抖動(dòng)和沖擊。 3） 分 離時(shí)要迅速、徹底。 4） 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣性要小，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高，延長(zhǎng)期使用壽命。 6） 應(yīng)該避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)并有具有吸收震動(dòng)緩和沖擊和減低噪聲的能力。 7） 操縱輕便準(zhǔn)確，以減輕件駕駛員的疲勞。 8） 作用在從動(dòng)盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因子在離合器工作過程中變化盡可能的小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。 9） 具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠使用壽命長(zhǎng)。 10）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、緊湊、質(zhì)量小、制造工藝性好，