【正文】 謝 ............................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................... 浙江科技學(xué)院 2021屆車輛工程專業(yè)汽車零部件專項(xiàng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第一章 緒論 離合器簡(jiǎn)介及其作用 在以內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力的機(jī)械傳動(dòng)汽車中，無(wú)論是 AMT還是 MT，離合器都是作為一個(gè)獨(dú)立的機(jī)構(gòu)存在的。 浙 江 科 技 學(xué) 院 機(jī)械與汽車工程學(xué)院 汽車零部件專項(xiàng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目 長(zhǎng)安之星 JL465Q4 離合器總成設(shè)計(jì) 專 業(yè) 班 級(jí) 102 班 姓 名 吳總榮 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 蔡仁華 完成日期 2021年 10月 20日 浙江科技學(xué)院 2021屆車輛工程專業(yè)汽車零部件專項(xiàng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 摘要 離合器是實(shí)現(xiàn)了汽車主從動(dòng)件的分離，保證汽車起步平穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)換擋平順和過(guò)載保護(hù)的重要部件。本文在對(duì)離合器的產(chǎn)生、分類、發(fā)展以及今后的發(fā)展方向進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹基礎(chǔ)上，主要針對(duì)長(zhǎng)安之星 JL456Q4型轎車的離合器及其結(jié)構(gòu)、壓盤與摩擦片結(jié)合方式、分離方式進(jìn)行了設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成了膜片彈簧等相關(guān)零部件的尺寸，繪制了總體裝配圖和部分零件圖，運(yùn)用了AutoCAD及 UG等制圖軟件進(jìn)行圖形繪制。從目前來(lái)看離合器這一部件將會(huì)伴隨著內(nèi)燃機(jī)的存在而存在，不可能在汽車上消失。目前，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(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。 離合 器具有保證汽車起步平穩(wěn)、換擋平順和過(guò)載保護(hù)的作用。離合器的接合和分離是通過(guò)駕駛者對(duì)離合器踏板的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而汽車起步時(shí)，汽車是從完全靜止的狀態(tài)逐步加速的。這是因?yàn)槠噺撵o止到前沖時(shí)，具有很大的慣性，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成很大地阻力矩。 因此，我們就需要離合器的幫助了。在接合過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)所受阻力矩逐漸增大，故應(yīng)同時(shí)逐漸踩下加速踏板，即逐步增加對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給量，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速上，而不致熄火。 當(dāng) 汽車進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，若沒有離合器，則發(fā)動(dòng)機(jī)將因和傳動(dòng)系剛性連接而急劇降低轉(zhuǎn)速，因而其中所有運(yùn)動(dòng)件將產(chǎn)生很大的慣性力矩（其數(shù)值可能大大超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)所發(fā)出的最大扭距），對(duì)傳動(dòng)系造成超過(guò)其承載能力的載荷，而使機(jī)件損壞。因此我們需要離合器來(lái)限制傳動(dòng)系所承受的最大扭距，保證安全。 第二章 離合器總體方案的設(shè)計(jì) 離合器種類確定 離合器的分類 目前離合器分有電磁離合器和磁粉離合器，摩擦式離合器、液力偶合器。 電磁離合器靠線圈的通斷電 來(lái)控制離合器的接合與分離，其工作方式又可分為：通電結(jié)合和斷電結(jié)合。 摩擦式離合器主要由主動(dòng)部分 (發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪、離合器蓋和壓盤等 )、從動(dòng)部分 (從動(dòng)盤 )、壓緊機(jī)構(gòu) (壓緊彈簧 )和操縱機(jī)構(gòu) (分離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動(dòng)部件等 )四部分組成。 離合器的選取 本 次專項(xiàng)設(shè)計(jì)題目要求車型及其相關(guān)參數(shù)如下表 1 所示。 浙江科技學(xué)院 2021屆車輛工程專業(yè)汽車零部件專項(xiàng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 從動(dòng)盤數(shù)確定 汽車離合器大多是盤形摩擦 離合器，按其從動(dòng)盤的數(shù)目可分為單片、雙片和多片三類。 (1) 從動(dòng)盤數(shù)的選擇對(duì)轎車和輕型、微型貨車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩一般不大。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)盤可以保證接合平順。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(chǎng)合。但它具有接合平順柔和、摩擦表面溫度較低、磨損較小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于重型牽引車和自卸車上。 壓緊彈簧和布置形式 壓緊彈簧的選擇 (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，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容 易，因此應(yīng)用較為廣泛。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，且當(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，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力隨之降低。 (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，此結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大。此外，壓緊彈簧 浙江科技學(xué)院 2021屆車輛工程專業(yè)汽車零部件專項(xiàng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 力的調(diào)整 ,這種結(jié)構(gòu)多用于重型汽車上。這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)是在摩擦片磨損或分離離合器時(shí)，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。此結(jié)構(gòu)在重型汽車上已有采用。 考慮到車型 和微型客商兩用長(zhǎng)安之星 JL465Q4，以及其技術(shù)已近成熟的情況下，我們選擇推式膜片彈簧離合器。 浙江科技學(xué)院 2021屆車輛工程專業(yè)汽車零部件專項(xiàng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 a) b) 圖 2 推式膜片彈簧雙支撐環(huán)形式 圖 2 為雙支承環(huán)形式，其中圖 2a）用臺(tái)肩式鉚釘將膜片彈簧、兩個(gè)支承環(huán)與離合器蓋定位鉚合在一起，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是早已采用的傳統(tǒng)形式；圖 2b)在鉚釘上裝硬化襯套和剛性擋環(huán)，可提高耐磨性和使用壽命，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；圖 2c)取消了鉚釘，在離合器蓋內(nèi)邊緣上伸出許多舌片，將膜片彈簧、兩個(gè)支承環(huán)與離合器蓋彎合在一起，使結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)化、耐久性良好，因此其應(yīng)用日益廣泛。在沖壓離合器蓋上沖出一個(gè)環(huán)形凸臺(tái)來(lái)代替后支承環(huán) (圖 3a）使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，或在鉚釘前側(cè)以彈性擋環(huán)代替前支承環(huán) (圖 3b)，以消除膜片彈簧與支承環(huán)之間的軸向間隙。 浙江科技學(xué)院 2021屆車輛工程專業(yè)汽車零部件專項(xiàng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 圖 4 推式膜片彈簧單無(wú)支撐環(huán)形式 比較以上三種膜片彈簧的支撐形式，再根據(jù)題目?jī)?nèi)容，我們選擇膜片彈簧雙支撐環(huán)形式。前三種的共同缺點(diǎn)是在聯(lián)接件之間都有間隙，在驅(qū)動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低 了離合器傳動(dòng)效率。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，鋼帶受拉；當(dāng)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，鋼帶受壓。但反向承載能力差，汽車反拖時(shí)易折斷傳動(dòng)片，故對(duì)材料要求較高，一般采用高碳鋼。 第三章 從動(dòng)盤總成的設(shè)計(jì) 離合器從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)從動(dòng)盤總成時(shí)應(yīng)注意滿足以下幾個(gè)方面的要求： （ 1）為了減少變速器換擋時(shí)輪齒間的沖擊，從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能??； （ 2）為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布更均勻，從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈性； （ 3）為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減振器； （ 4）要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。但為了離合器的尺寸不致過(guò)大，減少傳遞系的過(guò)載，使操縱輕便等，后備系數(shù)又不宜過(guò)大。 摩擦片外徑的確定 使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定聯(lián)系。 由于長(zhǎng)安之星 JL465Q4是客貨兩用的 汽車，所以可按兩種不同的用途進(jìn)行計(jì)算： (1) 按乘用車 可取 A=47 根據(jù)計(jì)算 D= (2) 按商用車 可取 A=36 根據(jù)計(jì)算 按 Temax初選 D 以后，可根據(jù)摩擦片尺寸的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行對(duì)比和選取，如下表 3 所示。 浙江科技學(xué)院 2021屆車輛工程專業(yè)汽車零部件專項(xiàng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 單位壓力的確定 的單位壓力 (由文獻(xiàn) [2]P59可得如下計(jì)算公式 （ 32） β —— 離合器后備系數(shù)，轎車取 β= Temax —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 f—— 摩擦系數(shù)，取 Z—— 離合器摩擦工作面數(shù)，單片離合器為 2 D—— 摩擦片外徑 d—— 摩擦片內(nèi)徑 根據(jù)計(jì)算得單位壓力 P 約取 浙江科技學(xué)院 2021屆車輛工程專業(yè)汽車零部件專項(xiàng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 從動(dòng)盤摩擦材料的選取 離合器摩擦片在離合器結(jié)合過(guò)程中將遭到嚴(yán)重的滑磨，在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，因此，要求摩擦片應(yīng)有下列一些綜合性能： （ 1）在工作是有相對(duì)較高的摩擦系數(shù)； （ 2）在整個(gè)工作壽命期內(nèi)應(yīng)維持其摩擦特性，不希望出現(xiàn)摩擦系數(shù)衰退的現(xiàn)象； （ 3）在短時(shí)間內(nèi)能吸收相對(duì)較高的熱量，且有好的耐磨性能； （ 4）能承受較高的壓盤作用載荷，在離合器結(jié)合過(guò)程 中表現(xiàn)出良好的性能（不 易出現(xiàn)顫抖）； （ 5）能抵抗高轉(zhuǎn)速下大的離心力載荷而不破壞； （ 6）在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，有足夠的剪切強(qiáng)度； （ 7）具有小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，材料加工性能良好； （ 8）摩擦副對(duì)偶面有高度的容污性能，不易影響它們的摩擦作用； （ 9）具有優(yōu)良的性價(jià)比，不會(huì)污染環(huán)境。 1）石棉具有良好的耐熱性能，因?yàn)閰㈦s了銅絲和鋅絲其性能有得到了加強(qiáng)，可以說(shuō)是性價(jià)比良好的材料，但是它的粉塵對(duì)環(huán)境有污染 ； 2）有機(jī)摩擦材料在正常工作壓力和溫度范圍內(nèi)有較高的耐磨性能。具有較高的抗拉強(qiáng)度，是鋼的 5 倍。采用金屬陶瓷材料作為摩擦面片的離合器，它的從動(dòng)盤總成不能和有機(jī)材料面的從動(dòng)盤總 成互換，以免影響使用性能。選擇材料為銅基的有機(jī)摩擦材料，摩擦系數(shù)為 。 從動(dòng)片材料的選取 從動(dòng)片通常用 ～ 。從動(dòng)片的材料與其結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，