【正文】 ，軸向尺寸緊湊，散熱性良好，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)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。 第 2 章 離合器基本結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)的選擇 表 設(shè)計(jì)參數(shù) 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 預(yù)選車型 比亞迪 f0 主要尺寸 3588 1563 1533(m) 整車質(zhì)量 1270(Kg) 最大功率 48/5700(KW) 最高車速 140(Km/h) 最大扭矩 88/3500(N離合器的主要功用就是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步。 表 推式和拉式膜片彈簧優(yōu)缺點(diǎn)比較 項(xiàng)目 類型 離合器蓋變形 分離軸承 膜片彈簧外徑 彈簧 應(yīng)力 夾緊 載荷 支承 環(huán)數(shù) 設(shè)計(jì) 負(fù)荷 安裝 推式 大 簡(jiǎn)單 大 容易 相對(duì)小 相對(duì)大 相對(duì)小 2 拉式 小 復(fù)雜 小 較難 相對(duì)大 相對(duì)小 相對(duì)大 1 1軸承內(nèi)圈 2軸承外圈 3軸承罩 4波形彈簧 5分離套筒 6碟形彈簧 7擋環(huán) 8鎖環(huán) 圖 拉式自動(dòng)調(diào)心式分離軸承裝置 7 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 各種汽車廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，安裝拆卸較困難。 與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點(diǎn)：取消了中間支承各零件，并不 6 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)量更少；拉式膜片彈簧是中部與壓盤相壓在 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)；在接合或分離狀態(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，且中間支承減少了摩擦損失，傳動(dòng)效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約 %30~%25 ；無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構(gòu)的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(huì)形成間隙而增大踏板自由行程，不會(huì)產(chǎn)生沖擊和哭聲；使用壽 命更長(zhǎng)。 拉式膜片彈簧離合器與推式的比較 拉式膜片彈簧離合器中的膜片彈簧安裝方向，與傳統(tǒng)的推式結(jié)構(gòu)相反，并將支承點(diǎn)移動(dòng)到膜片彈簧最大端附近。當(dāng)放開踏板，回位彈簧克服各拉桿接頭和支承中的摩擦力，使踏板 返回原位。 離合器在接合狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩自曲軸傳出，通過飛輪 2 和壓盤借摩擦作用傳給從動(dòng)盤 3，在通過從動(dòng)軸傳給變速器。 離合器所能傳遞的最大扭矩是有一定限制的，在汽車緊急制動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)系受到很大的慣性負(fù)荷，此時(shí)由于離合器自動(dòng)打滑，可避免傳動(dòng)系零件超載損壞，起保護(hù)作用。如在脫檔時(shí)，由于原來嚙合的齒面 壓力的存在，可能使脫檔困難，但如用離合器暫時(shí)分離傳動(dòng)系，即能便利脫檔。所以離合器的第二個(gè)功用，就是暫時(shí)分開發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的聯(lián)系，以便于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。但變速器在空檔位置時(shí)，變速器內(nèi)的主動(dòng)齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)還是連接的，要轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，就必須和變速器內(nèi)的主動(dòng)齒輪一起拖轉(zhuǎn)，而變速器內(nèi)的齒輪浸在黏度較大的齒輪油中，拖轉(zhuǎn)它的阻力是很大的。所以離合器可使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系逐漸地柔和地接合在一起，使發(fā)動(dòng)機(jī)加給傳動(dòng)系的扭矩逐漸變 5 大，至足以克服行駛阻力時(shí)，汽車便 由靜止開始緩慢地平穩(wěn)起步了。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，得以穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速約為 300～ 500r/min，而汽車則只能由靜止開始起步，一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)著的發(fā)動(dòng)機(jī)，要帶一個(gè)靜止的傳動(dòng)系，是不能突然剛性接合的。 圖 理論曲線 圖 實(shí)際曲線 圖 膜片彈簧工 作特性 離合器的功用 離合器可使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系逐漸接合，保證汽車平穩(wěn)起步。但膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)、制造技術(shù)要求比周置螺旋彈簧離合器高，如設(shè)計(jì)、制造不當(dāng)，其使用性能可能還不如普通螺旋離合器。這實(shí)際上是減少了壓盤的升程，并有可能導(dǎo)致分離不徹底。但實(shí)際上，由于離合器蓋等零件在外力作用下的變形和支承接觸處間隙的存在，在離合器分離過程中，壓盤的升程會(huì)有些滯后，如圖 13 所示。 離合器壓盤升程和分離軸承行程之間的關(guān)系，對(duì)膜片彈簧離合器工作性能好壞影響很大。其工作特性見圖 14。在離合器中采用膜片彈簧做壓簧有很多優(yōu)點(diǎn) 。首先固然是與目前國(guó)家實(shí)施的汽車產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整有關(guān)，但其次更深層次的原因是我們認(rèn)為當(dāng)前中國(guó)人均生活水平仍還處于比較低的情況下，汽車仍然是作為一種奢侈消費(fèi)品和投資的工具，因此在 510 年內(nèi)，我國(guó)汽車自動(dòng)檔仍難占據(jù)主流地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果顯示，我國(guó)乘用車上采用自動(dòng)變速器的俄車型覆蓋范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，這反映了近年來自動(dòng)檔轎車越來越被人們所接受和認(rèn)可的趨勢(shì)，整車廠商也力推自動(dòng)擋轎車。汽車零部件產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)離合器行業(yè)的發(fā)展，根據(jù)我們對(duì)主要汽車離合器企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)汽車離合器行業(yè)主要企業(yè)去年銷售收 入總體增長(zhǎng)幅度達(dá)到%，一些企業(yè)如長(zhǎng)安離合器、桂林福達(dá)、寧波宏協(xié)、榮成黃海、南京法雷奧等還投資擴(kuò)大生產(chǎn)能力以滿足國(guó)內(nèi)主機(jī)廠商不斷增長(zhǎng)的要求。由于汽車離合器的需求規(guī)模與整車產(chǎn)量關(guān)系密切，過去的一年也是我國(guó)汽車離合器總成行業(yè)發(fā)展最好的一年，一改我國(guó)汽車離合器行業(yè)增長(zhǎng)緩慢的局面。 據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)， 20xx 年我國(guó)汽車工業(yè)全年產(chǎn)量為 萬輛，同比增長(zhǎng) %，其中，乘用車產(chǎn)量為 萬輛，同比增長(zhǎng) %；商用車產(chǎn) 量為 萬輛，同比增長(zhǎng) %。 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。 在早期研發(fā)的離合器中，錐形離合器最為成功。 2 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。拋棄傳統(tǒng)的退市膜片彈簧離合器，設(shè)計(jì)新式的拉式膜片彈簧離合器是本次設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)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。 作用在從 動(dòng)盤的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作過程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。應(yīng)能避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)與振動(dòng)，并且具有吸收振動(dòng)，緩和沖擊和降低 噪 聲的能力。 1 第 1 章 緒 論 選題的目的 離合器的設(shè)計(jì)要求是 在任何條件下行駛，既能可靠的傳遞的發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備 ,有能防止傳動(dòng)系過載，接合時(shí)要完全，平順，柔和，保證汽車 起動(dòng)時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊，分離時(shí)要迅速，徹底，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)的變速器齒輪間的沖擊 ， 便于換擋和減少同步器的磨損。應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)能力，以保證工作時(shí)的溫度不致過高，延長(zhǎng)其使用壽命。操縱輕便，準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞 。具有足夠的強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)平衡，以保證其工作可靠，使用壽命長(zhǎng)。 本次設(shè)計(jì)，我力爭(zhēng)把離合器設(shè)計(jì)系統(tǒng)化，為離合器設(shè)計(jì)者提供一定的參考價(jià)值。 全套圖紙，加 153893706 離合器國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 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。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。現(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。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 [1]。我國(guó)汽車產(chǎn)量基數(shù)已經(jīng)達(dá)到千萬輛規(guī)模，在如此規(guī)模基數(shù)的情況下，可見 20xx 年我國(guó)汽車銷售市場(chǎng)的火爆場(chǎng)面。汽車產(chǎn)業(yè)振興政策帶動(dòng)了我國(guó)汽車零部件產(chǎn)業(yè)，從 20xx 年 9 月美國(guó)爆發(fā)的金融危機(jī)迅速轉(zhuǎn)化為一場(chǎng)全球性的經(jīng)濟(jì)危機(jī)。由于自動(dòng)檔車型和手動(dòng)擋車型采用不同的傳動(dòng)部件，所以它們之間比重發(fā)生的變化也會(huì)影響到離合器與液力變矩器兩者產(chǎn)品市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的變化影響到我國(guó)傳統(tǒng)汽車離合器行業(yè)發(fā)展的前景。但根據(jù)中國(guó)汽車協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)自動(dòng)汽車產(chǎn)量比重在最 近三年中比重卻在不斷下架，手動(dòng)檔汽車產(chǎn)量的比重卻在持續(xù)上升。 離合器的概述 膜片彈簧離合器的概述 膜片彈簧離合器是用膜片彈簧代替了一般螺旋彈簧及分離杠桿機(jī)構(gòu)而做成的離合 3 器，因?yàn)樗贾迷谥醒?，所以也可算中央彈簧離合器，其結(jié)構(gòu)如圖 11 所示。首先，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離桿的作用，使零件數(shù)目減少，重量減輕；其次，離合器結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化并顯著地縮短了離合器的軸間尺寸；再者，膜片彈簧具有良好的非線性特性，設(shè)計(jì)合適，可使摩擦片磨損到極限，壓緊力仍能維持很少改變，且可減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便。此外，膜片彈簧的安裝位置對(duì)離合器的旋轉(zhuǎn)軸線是完全對(duì)稱的，因此，它的壓緊力不會(huì)受離心力的影響，很適于高速旋轉(zhuǎn)。從理論上說，壓盤升程和分離軸承行程之間 的關(guān)系為線性關(guān)系，見圖 12。并且隨著使用時(shí)間的增加、作用次數(shù)的增多以及膜片彈簧安裝方法的不同，會(huì)使壓盤開始的升程更往后延。 1軸承 2飛輪 3從動(dòng)盤 4壓盤 5離合器蓋螺栓 6離合器蓋 7膜片彈簧 8分離軸承 9軸 圖 離合器總成 由于膜片彈簧離合器有上述一系列的優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧 的工藝水平在不斷提高，因而這種離合器在汽車上用得越來越廣。 要使膜片彈簧有好的特性，可以從以下兩個(gè)方面著手進(jìn)行： 4 （ 1） 優(yōu)選膜片彈簧有關(guān)幾何尺寸參數(shù)； （ 2） 改善膜片彈簧與壓盤支撐表面接觸狀態(tài)。如前所述，現(xiàn)代車用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)不能帶負(fù)荷啟動(dòng)，它必須先在空負(fù)荷下啟動(dòng)，然后再逐漸加載。因?yàn)槿绻峭蝗坏膭傂赃B接，就必然造成不是汽車猛烈攢動(dòng)，就是發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。 雖然利用變速器的空檔，也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的分離。尤其在寒冷季節(jié)，如沒有離合器來分離發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)是很困難的。 汽車行駛中變速器要經(jīng)常變換檔位，即變速器內(nèi)的齒輪副要經(jīng)常脫開嚙合和進(jìn)入嚙合。同時(shí)在掛檔時(shí)，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒輪副圓周速度達(dá)到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會(huì)造成掛檔沖擊甚至掛不上檔，此時(shí)又需要離合器暫時(shí)分開傳動(dòng)系，以便使與離合器主動(dòng)齒輪聯(lián)結(jié)的質(zhì)量減小，這樣即可以減少掛擋沖擊以便利換檔。 離合器的工作原理 如圖 11 所示，摩擦離合器一 般是有主動(dòng)部分、從動(dòng)部分組成、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。當(dāng)駕駛員踩下踏板時(shí)，通過拉桿，分離叉、分離套筒和分離軸承 8，將分離杠桿的內(nèi)端推向右方，由于分離杠桿的中間是以離合器蓋 5 上的支柱為支點(diǎn)，而外端與壓盤連接，所以能克服壓緊彈簧的力量拉動(dòng)壓盤向左，這樣，從動(dòng)盤 3 兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩就不再傳入變速器，離合器處于分離狀態(tài)。此時(shí)壓緊彈簧就推動(dòng)壓盤向右，仍將從動(dòng)盤 3 壓緊在飛輪上2，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩又傳入變速器。接合時(shí)，膜片彈簧的大端支承在離合器蓋上，以中部壓緊在壓盤上，將分離軸承向外拉離飛輪實(shí)現(xiàn)離合器的分離。 但是，拉式膜片彈簧的分離指是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如圖 15 所示。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。它主要包括主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)等四部分。本章中主要介紹設(shè)計(jì)的拉式膜片彈簧離合器的 結(jié)構(gòu)、功用及其工作原理，并且與以往推式膜片彈簧相比較，突出了拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)。 m) 主減速器傳動(dòng)比 一檔傳動(dòng)比 離合器的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤數(shù)的選擇 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)有一遍從動(dòng)盤。 2. 雙片離合器 8 雙片離合器與單片離合器相比，由于摩擦因數(shù)增加一倍，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)散熱性能差，容易引起摩擦片過熱，加快其磨損甚至燒壞；分離行程較大，不易分離徹底。 本次設(shè)計(jì)為單片離合器。其中膜片彈簧的主要特點(diǎn)是用一個(gè)膜片彈簧代替螺旋彈簧和分離杠桿。當(dāng)離合器分離時(shí)，彈簧壓力不像圓柱彈簧那樣升高，而是降低，從而降低踏板力； （ 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(jiǎn)單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量??； （ 3） 高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱彈簧壓緊力明顯下降； （ 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(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)； （ 6） 平衡性好； （ 7） 有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。近年來，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成熟。 膜片彈簧的支撐形式 拉式膜片彈簧的支承結(jié)構(gòu)形式分為無支承環(huán)形式，將膜片彈簧的大端直接支承在離合器蓋中沖出的環(huán)形凸臺(tái)上；單支承環(huán)形式如圖 21 所示，將膜片彈簧大端支承在離合器蓋中的支承環(huán)上。 將離合器轉(zhuǎn)矩容量 cT 和發(fā)動(dòng)機(jī)