汽车设计 教学课件 作者 罗永革 等 第4章　　离合器设计.ppt

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1、第一节　　概　　述第二节　　离合器的结构形式及选择第三节　离合器主要参数的选择第四节　离合器主要零件的设计第五节　离合器操纵机构的设计第4章　　离合器设计第一节　　概　　述1)既能可靠地传递发动机的最大转矩，又能防止传动系统过载。2)接合时要完全、平顺、柔和，保证汽车起步时没有剧烈抖动和冲击。3)分离时要迅速、彻底。4)工作性能稳定，即作用在摩擦片上的总压力不应因摩擦表面的磨损而有明显变化，摩擦系数在离合器工作过程中变化要尽可能小。5)从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损。6)应能避免和衰减传动系统的扭转振动，并具有吸收振动、

2、缓和冲击和降低噪声的能力。7)操纵轻便。8)具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长。9)通风散热性良好。10)结构应简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便等。第二节　　离合器的结构形式及选择一、从动盘数的选择二、压紧弹簧的结构和布置形式的选择三、膜片弹簧的支承形式四、压盘的驱动方式一、从动盘数的选择1.单片干式摩擦离合器2.双片离合器3.多片湿式离合器图4-1　单片离合器一、从动盘数的选择二、压紧弹簧的结构和布置形式的选择1.周置弹簧离合器2.中央弹簧离合器3.斜置弹簧离合器4.膜片弹簧离合器4.膜片弹簧离合器1)膜片弹簧具有较理想的

3、非线性弹性特性(见图4-14)，弹簧压力在摩擦片的允许磨损范围内基本保持不变(从安装时的工作点B变化到A点)，因而离合器工作中能保持传递的转矩大致不变；而圆柱螺旋弹簧，其压力大大下降(从B点变化到A′点)。2)膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小。3)高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降。4)膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。5)易于实现良好的通风散热，使用寿命长。6)膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。图4-3　膜片弹簧离合器4.膜片弹簧离

4、合器三、膜片弹簧的支承形式图4-5　推式膜片弹簧单支承环形式三、膜片弹簧的支承形式图4-7　推式膜片弹簧无支承环形式四、压盘的驱动方式图4-9　传动片式的驱动方式第三节　离合器主要参数的选择一、离合器传矩能力计算二、离合器后备系数β值的确定三、摩擦片外径D和其他尺寸确定四、单位压力p0确定四、单位压力p0确定图4-10　单位压力与摩擦片外径的关系1—适用于乘用汽车　2—适用于商用货车第四节　离合器主要零件的设计一、从动盘的设计二、压盘设计三、膜片弹簧设计四、膜片弹簧离合器的优化设计一、从动盘的设计1.从动片的设计2.从动毂的设计3.摩擦片的设计三、膜片弹簧设计1.膜片弹

5、簧设计计算基本公式2.膜片弹簧基本参数选择3.膜片弹簧材料及制造工艺1.膜片弹簧设计计算基本公式图4-11　膜片弹簧及其受载后的变形情况—大端变形　—分离时大端附加变形　—压紧力—小端变形　—分离时小端附加变形　—分离力1.膜片弹簧设计计算基本公式图4-12　膜片弹簧尺寸符号示意图1.膜片弹簧设计计算基本公式图4-13　膜片弹簧小端受载时的变形图2.膜片弹簧基本参数选择(1)H/h比值选择　设计膜片弹簧时，要利用其非线性弹性变形规律，以获得最佳使用性能。(2)膜片弹簧工作点位置选择(3)R及R/r的确定　比值R/r关系到碟形材料的利用。(4)膜片弹簧起始圆锥

6、底角α膜片弹簧自由状态下圆锥底角α与内截锥高度H关系密切，α=arctan［H/(R-r)］≈H/(R-r)，汽车膜片弹簧起始圆锥底角α约在10°左右。(5)膜片弹簧小端半径rf及分离轴承作用半径rprf主要由离合器结构决定，其最小值应大于变速器第一轴的花键外径，以便安装。(6)爪数目n和切槽宽度δ1、δ2及半径re汽车膜片离合器分离爪数目n>12，一般为18左右；切槽宽度δ1≈3.5mm、δ2≈10mm，半径re与δ2有关，一般来说，r-re>δ2。(7)支撑环平均半径e和膜片弹簧与压盘的接触半径Le和L大小将影响膜片弹簧的刚度，一般来说，e应尽量接近于r而略大于r，

7、L应接近于R而略小于R。(2)膜片弹簧工作点位置选择图4-14　膜片弹簧工作点位置图四、膜片弹簧离合器的优化设计1.以减小结构尺寸为目标的膜片弹簧离合器基本参数的优化2.以强度为目标的膜片弹簧优化设计3.以工作压力的稳定性为目标的优化设计4.三种模型的比较分析1.以减小结构尺寸为目标的膜片弹簧离合器基本参数的优化(1)设计变量　离合器的基本参数主要有性能参数后备系数β和单位面积压力p0，尺寸参数D(摩擦片外径)和d(摩擦片内径)及摩擦片厚度b。(2)目标函数(3)约束条件四、膜片弹簧离合器的优化设计(3)约束条件1)摩擦片的外径D(m