东风eq1135f19d中型货车膜片弹簧离合器设计.doc

黑龙江工程学院本科生毕业设计

摘 要

汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。目前，各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。
本设计主要是对中型货车的膜片式弹簧离合器进行设计。根据车辆使用条件和车辆参数，按照离合器系统的设计步骤和要求，首先进行了基本参数的选择，其次对零部件设计：压盘、离合器盖、弹性传动片，分离装置，以及从动盘、从动片和从动盘毂，操纵机构，扭转减震器中的螺旋弹簧的设计。根据各零部件的工作条件，并对其进行了相关校核。确保所设计的离合器能最大限度传递发动机的输出转矩。

关键词：压盘；膜片弹簧；摩擦片；操纵机构；离合器

ABSTRACT

Automobile clutch gearbox is located between the engine and flywheel shell, with screw assembly will be fixed in the clutch after the plane of the flywheel, clutch gearbox output shaft is the input shaft. In the car, the driver can be down or release the clutch pedal, so that the temporary separation of the engine and gearbox, and the gradual bonding to cut off or transfer the engine to the transmission input power. At present, widely used in all kinds of cars on friction clutch is a moving part of the friction between the subordinate to transfer power and can separate device.
This design is mainly to the medium truckloads of diaphragm type spring clutch on the design. According to the using conditions and vehicle parameters of vehicles, according to clutch system design steps and requirements, the basic parameters of the first choice, second to parts design: pressure plate, clutch cover, elastic transmission piece, separation device, and driven plate, driven plate and platen hub, operation, reverse design of the spiral spring shock absorber. According to various spare parts working conditions, and analyses the relevant respectively. Ensure that the design of the clutch can utmost transfer engine torque.

Keywords: Pressure Plate; Diaphragm Spring; Friction Disc; Control agencies;Clutch

II

目 录

摘要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 离合器的研究背景 1
1.2 国内外研究现状 3
1.3 离合器设计的主要内容 4
第2章 离合器方案设计及功能 5
2.1膜片弹簧离合器结构以及运动方式 5
2.2膜片弹簧离合器性能构造 6
2.3 膜片弹簧离合器工作原理 6
2.4 膜片弹簧离合器的优点 6
2.5 膜片弹簧离合器设计基本要求 7
2.6 本章小结 7
第3章 膜片弹簧离合器零部件的结构设计 9
3.1 摩擦片基本结构尺寸参数的选择 9
3.2 从动盘总成设计 11
3.2.1 从动片设计 11
3.2.2 从动盘毂设计 11
3.3 压盘设计 13
3.3.1 压盘参数的选择和校核 13
3.3.2 传动片设计 15
3.3.3 离合器盖设计 16
3.4 离合器分离装置的设计 17
3.4.1 分离轴承及分离套筒 17
3.4.2 分离轴承的设计计算 17
3.5 膜片弹簧的设计 18
3.5.1 膜片弹簧结构形状的特点 18
3.5.2 膜片弹簧的变形特性 19
3.5.3 膜片弹簧基本参数的选择 19
3.5.4 膜片弹簧参数的校核 21
3.5.6 膜片弹簧的强度计算 22
3.6 扭转减振器设计 25
3.6.1 扭转减振器的功能 25
3.6.2 扭转减振器的结构类型的选择 25
3.6.3 扭转减振器参数确定 26
3.7 本章小结 31
第4章 离合器操纵机构设计 32
4.1操纵机构的设计要求 32
4.2 液压式操纵机构的结构原理 32
4.3 操纵系统周边工作环境和时间因素的影响 33
4.4 离合器踏板的设计 34
4.5 操纵系统的传动比计算 34
4.6主缸及工作缸的设计计算 35
4.6.1 主缸的设计 36
4.6.2 分缸的设计 36
4.7 本章小结 37
结论 38
参考文献 39
致谢 41
附录 42

黑龙江工程学院本科生毕业设计

第1章 绪 论

1.1 离合器的研究背景
自十九世纪末第一辆货车诞生以来，货车工业经历了一百多年的发展过程。由于社会生产力和科学技术日新月异的发展，也推动了货车设计日臻精巧，并且其运输能力和各项性能也得到不断提高。现今货车不管是国民经济，还是人们的日常生活中都是一种不可缺少的交通工具。因此货车工业的发展规模和技术水平往往标志着一个国家的经济水平和科技水平[1]。
货车传动系统的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动轮。离合器是货车传动系中直接与发动机相联系的部件。在货车起步前，先要起动发动机，这时应使变速器处于空挡位置，将发动机与驱动轮之间联系断开，以卸除发动机负荷。待发动机已起动并开始正常的转速运转后，方可将变速器挂上一定档位，使货车起步。货车起步时，货车是从完全静止的状态逐步加速的。如果传动系（它联系着整个货车）与发动机刚性地联系，则变速器一挂上档，货车将突然向前冲动一下，但并未能起步。这是因为货车从静止到前冲时，产生很大惯性力。对发动机造成很大的阻力矩。在这惯性阻力矩作用下，发动机在瞬时间转速急剧下降到最低转速（一般为300-500r/min）以下，发动机即熄火而不能工作，当然货车也不能起步。
  离合器的首要功用是保证货车平稳起步。在传动系中装设了离合器后，在发动机起动后，货车起步之前，驾驶员先踩下离合器踏板，将离合器逐渐接合，在离合器逐渐接合过程中，发动机所受阻力矩也逐渐增加，故应同时逐渐踩下加速踏板，即逐步增加对发动机的燃料供给量，使发动机的转速始终保持在最低稳定转速以上，不致熄火。由于离合器的接合紧密程度增大，发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加。到牵引力足以克服起步阻力时，货车即从静止开始运动并逐步加速。
 离合器的另一项功用是保证传动系换档时工作平稳。在货车行使过程中，为了适应不断变化的行使条件，传动系经常要换用不同档位工作。实现齿轮式变速器的换档，一般是拨动齿轮或其它挂档机构，使原用档位的某一齿轮副退出传动，再使另一档位的齿轮副进入工作。在换档前也必须踩下离合器踏板，中断动力传递，便于使原用档位的齿轮副脱开，同时有可能使新档位齿轮副的啮合部位的速度逐渐相等（同步），这样，进入啮合时的冲击可以大为减轻。
离合器的第三功用是防止传动系过载。当货车进行紧急制动时，若没有离合器，则发动机将因和传动系刚性相连而急剧降低转速，因此其中传动件会产生很大的惯性力矩（数值可能大大超过发动机正常工作时所发出大最大转矩），对传动系造成超过其承载能力的载荷,而是其机件损坏。有了离合器，便可依靠离合器主动部分和从动部分之间可能产生的相对运动以消除这一危险。
欲使离合器起到以上几个作用，离合器应该是这样一个传动机构，其主动部分和从动部分可以暂时分离，又可以逐渐接合，并且在传动过程中还要有可能相对转动。所以，离合器的主动件与从动件之间不可采用刚性联系，而是借二者接触面之间的摩擦作用来传递转矩（摩擦离合器），或是利用液体作为传动的介质（液力耦合器），或是利用磁力传动（电磁离合器）。在摩擦离合器中，为产生摩擦所需的压紧力，可以是弹簧力、液压作用或电磁吸力。如图1.1所示：

图1.1 离合器
离合器的具体结构，首先，应在保证发动机最大转矩的前提下，满足四个基本性能要求：
（1）离合迅速，平稳无冲击，分离彻底，动作准确可靠。
（2）结构简单，重量轻，惯性小，外形尺寸小，工作安全，效率高。
（3）接合元件耐磨性高，使用寿命长，散热条件好。
（4）操纵方便省力，制造容易，调整维修方便。
其次，离合器从动部分的转动惯量要尽可能小。离合器的功用之一是当变速器换档时，中断动力传递，以减轻齿轮冲击。如果与变速器主动轴相连的离合器从动部分的转动惯量大，当换档时，虽然由于分离了离合器，使发动机与变速器之间联系脱开，但离合器从动部分较大的惯性力矩仍然输入给变速器，其效果相当于分离不彻底，就不能很好的起到减轻齿轮间冲击的作用。
此外，还要求离合器散热良好。因为在货车行驶过程中，驾驶员操纵离合器的次数是很多的，这就使离合器中由于摩擦面间频繁地相对滑磨而产生大量的热。离合器接合愈柔和，产生热量愈大。这些热量如不及时地散发，对离合器的工作将产生严重影响。
1.2 国内外研究现状
膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型载货汽车上广泛采用的一种离合器[2]。因其作为压簧，可以同时兼起分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，质量减少，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。其次，由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀。另外由于膜片弹簧具有非线性弹性特性，故能在从动盘摩擦片磨损后，弹簧仍能可靠的传递发动机的转矩，而不致产生滑离。离合器分离时，使离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。此外，因膜片弹簧是一种对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很少，而周布置弹离合器在高速时，因受离心力作用会产生横向挠曲，弹簧严重鼓出，从而降低了对压盘的压紧力，从而引起离合器传递转矩能力下降[3]。那么可以看出，对于轻型车膜片弹簧离合器的设计研究在改善汽车离合器各方面的性能具有十分重要的意义。
由于膜片弹簧离合器具有上述一系列优点，并且制造膜片弹簧离合器的工艺水平在不断提高，因此这种离合器在轿车及微型、轻型客车上得到广泛运用，而且正大力扩展到载货汽车和重型汽车上，国外已经设计出了传递转矩为80~2000N.m、最大摩擦片外径达420的膜片弹簧离合器系列，广泛用于轿车、客车、轻型和中型货车上[1]。甚至某些总质量达28~32t的重型汽车也有采用膜片弹簧离合器的，但膜片弹簧的制造成本比圆柱螺旋弹簧要高。膜片弹簧离合器的操纵曾经都采用压式机构，即离合器分离时膜片弹簧弹性杠压杆内端的分离指处是承受压力。当前膜片弹簧离合器的操纵机构已经为拉式操纵机构所取代。后者的膜片弹簧为反装，并将支承圈移到膜片弹簧的大端附近，使结构简化，零件减少、装拆方便；膜片弹簧的应力分布也得到改善，最大应力下降；支承圈磨损后仍保持与膜片的接触使离合器踏板的自由行程不受影响。而在压式结构中支承圈的磨损会形成间隙而增大踏板的自由行程[2]。
近年来湿式离合器在技术上不断改进，在国外某些重型车上又开始采用多片湿式离合器。与干式离合器相比，由于用油泵进行强制冷却的结果，摩擦表面温度较低(不超过93℃)，因此，起步时长时间打滑也不致烧损摩擦片。查阅国内外资料获知，这种离合器的使用寿命可达干式离合器的5-6倍，但湿式离合器优点的发挥是一定要在某温度范围内才能实现的，超过这一温度范围将起负面效应。目前此技术尚不够完善。
1.3 离合器设计的主要内容
摩擦离合器所能传递的最大转矩的数值取决于摩擦面间的压紧力和摩擦系数，以及摩擦面的数目和尺寸。若欲增大离合器所能传递的最大转矩，可选用摩擦系数较大的摩擦材料，或适当加强压紧弹簧的压紧力，或加大摩擦面的尺寸。
摩擦离合器根据从动盘的数目可分为单盘离合器、双盘离合器和多盘离合器。采用若干个螺旋弹簧作压紧弹簧，并沿摩擦盘圆周分布的离合器称为周布弹簧离合器。仅具有一个或两个较强力的螺旋弹簧，并安置在中央的离合器则称为中央弹簧离合器。还有一种采用膜片弹簧作为压紧弹簧的，称为膜片弹簧离合器。
主要设计的内容如下：
（1）从动盘总成设计，包括从动片、从动盘毂；
（2）压盘设计，包括传动片、压盘；
（3）分离装置设计，包括分离套筒、分离轴承；
（4）膜片弹簧设计；
（5）扭转减振器设计，包括减振片、减振弹簧；
（6）离合器操纵机构设计，包括主缸、分缸。

第2章 离合器方案设计

2.1膜片弹簧离合器结构以及运动方式
膜片弹簧离合器的主要特点是用一个膜片弹簧代替传统的螺旋弹簧和分离杠杆。膜片弹簧离合器的主要结构为飞轮，离合器盖，分离轴承，夹扣，分离叉，保护罩。
(l)主动部分
离合器凡直接与发动机连接在一起的机件称为主动部分,主要要由飞轮、膜片弹簧和离合器盖组戚。离合器盖由螺栓固定在发动机飞轮上,与发动机一起旋转。因此,离合器盖必须具有良好的旋转平衡性和散热性能。
膜片弹簧是用优质弹簧薄钢板制成碟形的弹簧,开有若干径向的槽,槽的末端有圆孔,形成若干个弹性杆件,它既可以起压紧机构的作用,又可起分离杠杆的作用。这样可使离合器的结构大为简化,缩短了离合器的轴向尺寸。
(2)从动部分
它由钢片总成、摩擦片和扭转减振器组成。钢片的周围用铆钉固装着波浪形曲面的扇形弹簧片,在波浪形弹簧片两侧分别铆着摩擦片,在其摩擦面上开有许多槽,以防止真空吸附作用,也有助于分离彻底。
(3)操纵机构
中型货车的离合器操纵机构均为液压机械传动,它主要由踏板、离合器总泵、挠性软管、分离叉、离合器分泵、分离轴承等组成。离合器总泵由贮液筒、活塞、连接管、防尘套等组成。总泵采用制动液,其液压是由活塞在泵体内的滑动而产生的,离合器分泵主要由泵体、弹簧、活塞、防尘套、推杆、溢流孔塞等组成。
离合器接合时，发动机发出的转矩经飞轮和压盘传给了动盘两侧的摩擦片，带动从动盘本体和与从动盘本体铆接在一起的减振器盘转动。动盘本体和减振器盘又通过六个减振器弹簧把转矩传给了从动盘毂。因为有弹性环节的作用，所以传动系受的转动冲击可以在此得到缓和。传动系中的扭转振动会使从动盘毂相对于动盘本体和减振器盘来回转动，夹在它们之间的阻尼片靠摩擦消耗扭转振动的能量，将扭转振动衰减下来。
当离合器接合时，主、从摩擦元件总是经历转速不等到转速一致的摩擦过程。在交通繁忙的城市使用条件下，离合器频繁的接合和滑磨，使摩擦片很容易磨损，滑磨产生的热量使压盘和飞轮等零件的温度升高。若摩擦表面温度过高，将加剧摩擦片磨损，降低离合器使用寿命。离合器在起步过程中的滑磨比换档时严重得多，而离合器滑磨的严重程度常用滑磨功来衡量.
2.2膜片弹簧离合器性能构造
膜片弹簧离合器所用的压紧弹簧是一个用薄弹簧钢板制成的带有一定锥度，中心部分开有许多均布径向槽的圆锥形弹簧片。膜片弹簧是碟形弹簧的一种，它可以看成由碟簧部分和分离指部分所组成。
膜片弹簧：用优质弹簧钢板制成，形状为碟形，开有径向切槽，切槽内端连通，外端为圆孔。两个切槽之间钢板形成一个弹性杠杆，即是压紧弹簧又是分离杠杆。
压紧装置：压紧装置由压盘、离合器盖、膜片弹簧、支承圈、定位铆钉、分离钩、传动片组成。
接合状态：弹簧将压盘、飞轮及从动盘互相压紧，发动机的转矩经飞轮及压盘通过摩擦面的摩擦力矩传至从动盘。
分离过程：踩下踏板，套在从动盘毂滑槽中的拨叉，便推动从动盘克服压紧弹簧的压力右移而与飞轮分离，摩擦力消失，从而中断了动力传动。
接合过程：缓慢地抬起离合器踏板，使从动盘在压紧弹簧压力作用下左移与飞轮恢复接触，二者接触面间的压力逐渐增加，相应的摩擦力矩逐渐增加，离合器从完全打滑、部分打滑，直至完全接合。
2.3 膜片弹簧离合器工作原理
由图2.1可知，离合器盖1与发动机飞轮用螺栓紧固在一起，当膜片弹簧3被预加压紧，离合器处于接合位置时，由于膜片弹簧大端对压盘5的压紧力，使得压盘与从动盘6摩擦片之间产生摩擦力。当离合器盖总成随飞轮转动时(构成离合器主动部分)，就通过摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘总成和变速器一起转动以传递发动机动力要分离离合器时，将离合器踏板8踏下，通过操纵机构，使分离轴承总成7前移推动膜片弹簧分离指，使膜片弹簧呈反锥形变形，其大端离开压盘，压盘在传动片的弹力作用下离开摩擦片，使从动盘总成处于分离位置，切断了发动机动力的传递。
2.4 膜片弹簧离合器的优点
膜片弹簧离合器与其他形式离合器相比，具有一系列优点：
（1）膜片弹簧离合器具有较理想的非线性弹性特性；
（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；
（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[12]。

（a）接合位置 （b）分离位置
1-离合器盖 2-铆钉 3-膜片弹簧 4-支撑环 5-压盘
6-摩擦片 7-分离轴承总成 8-离合器踏板 9-输出轴
图2.1 膜片弹簧离合器的工作原理图
2.5 膜片弹簧离合器设计基本要求
膜片弹簧设计的基本要求如下：
（1）能可靠地传递发动机的最大转矩；
（2）接合过程要平衡、柔和，使汽车起步时没有抖动和冲击；
（3）分离时要迅速、彻底；
（4）离合器从动部分的转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮轮齿间的冲击并方便换挡；
（5）高速旋转时具有可靠的强度，应注意平衡并免受离心力的影响；
（6）应使汽车传动系避免共振，具有吸收共振、冲击和减小噪声的能力；
（7）操纵轻便，工作性能稳定，使用寿命长[22]。
2.6 本章小结
本章主要介绍了膜片弹簧离合器的结构运动方式及其组成和工作原理，通过对膜片弹簧离合器的类型对比，确定本设计的离合器为拉式膜片弹簧离合器。还介绍了膜片弹簧离合器的优点及其设计的基本要求。

第3章 膜片弹簧离合器零部件的结构设计

3.1 摩擦片基本结构尺寸参数的选择
为了可靠地利用离合器中的摩擦传递发动机转矩,离合器静摩擦力矩(实为力偶矩)T应大于发动机转矩T,其数学表达式为:
= （3.1）

(3.26)
式中：— —压盘升程 =2.4mm

离合器刚开始分离时，压盘的行程，此时膜片弹簧大端的变形量为，摩擦片磨损后，最大，磨损量。

2、求离合器彻底分离时分离轴承的载荷
由公式
(3.27)
取==5.3mm则得：
(3.28)
代入有关数值，得

=1689N
3、求分离轴承行程
由公式
(3.29)
取，则

由公式得

由公式得

把有关数值代入(3.29)，得：
1.85mm
故
4、强度校核
膜片弹簧大端的最大变形（离合器彻底分离时）。
(3.30)
把有关数值代入(3.30)中，得：

=1735MPa
3.6 扭转减振器设计
汽车传动系中的扭转减振器，按其所在位置可分成两类：一类装在从动盘总成中，另一类装在飞轮处。本设计选装在从动盘总成中的扭转减振器。
3.6.1 扭转减振器的功能
扭转减震器主要由弹性元件和阻尼元件等组成。弹性元件的主要作用是降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶段固有频率，改变系统的固有振型，使之尽可能避开由发动机转矩主谐量激励起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。因此，扭转减振器具有如下功能：
（1）降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，谐调传动系扭振固有频率；
（2）增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的瞬态扭振；
（3）控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振，消减变速器怠速噪声和主减速器与变速器的扭振及噪声；
（4）缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷，改善离合器的接合平顺性。
3.6.2 扭转减振器的结构类型的选择
图3.2给出了几种扭转减振器的结构图，它们之间的差异在于采用了不同的弹性元件和阻尼装置。采用圆柱螺旋弹簧和摩擦元件的扭转减振器见图3.2(a-d)得到了最广泛的应用。在这种结构中，从动片和从动盘毅上都开有6个窗口，在每个窗口中装有一个减振弹簧，因而发动机转矩由从动片传给从动盘毅时必须通过沿从动片圆周切向布置的弹簧，这样即将从动片和从动盘毅弹性地连接在一起，从而改变了传动系统的刚度。当6个弹簧属同一规格并同时起作用时，扭转减振器的弹性特性为线性的。这种具有线性特性的扭转减振器，结构较简单，广泛用于汽油机汽车中。当6个弹簧属于两种或三种规格且刚度由小变大并按先后次序进人工作时，则称为两级或三级非线性扭转减振器(图3.2e为三级的)。这种非线性扭转减振器，广泛为现代汽车尤其是柴油发动机汽车所采用。柴油机的怠速旋转不均匀度较大，常引起变速器常啮合齿轮轮齿问的敲击。为此，可使扭转减振器具有两级或三级非线性弹性特性。第一级刚度很小，称怠速级，对降低变速器怠速噪声效果显著。线性扭转减振器只能在一种载荷工况(通常为发动机最大转矩)下有效地工作，而三级非线性扭转减振器的弹性特性则扩大了适于其有效工作的载荷工况范围，这有利于避免传动系共振，降低汽车在行驶和怠速时传动系的扭振和噪声。
采用空心圆柱形见图3.2(f)或星形等其他形状的橡胶弹性元件的扭转减振器，也具有非线性的弹性特性。虽然其结构简单、橡胶变形时具有较大的内摩擦，因而不需另加阻尼装置，但由于它会使从动盘的转动惯量显著增大，且在离合器热状态下工作需用专门的橡胶制造，因此尚未得到广泛采用。
减振器的阻尼元件多采用摩擦片，在图3.2(a)的结构中阻尼摩擦片的正压力靠从

1-从动片；2-从动盘毂；3-摩擦片；4-减振弹簧；5-碟形弹簧垫片；
6-压紧弹簧；7-减振盘；8-橡胶弹性元件
图3.2 减振器结构图
动片与减振盘间的连接铆钉建立。其结构虽简单，但当摩擦片磨损后，阻尼力矩便减小甚至消失。为了保证正压力从而阻尼力矩的稳定，可加进碟形弹簧(图3.2c，d)，同时采用不同刚度的碟形弹簧和圆柱螺旋压簧分别对两组摩擦片建立不同的正压力(图3.2d)，就可实现阻尼力矩的非线性变化。
3.6.3 扭转减振器参数确定
1、极限转矩Tj
极限转矩是指减振器在消除了限位销与从动盘毂缺口之间的间隙时所能传递的最大转矩，即限位销起作用时的转矩。它受限于减振弹簧的许用应力等因素，与发动机最大转矩有关，一般可取
Tj =（1.5～2.0）Temax （3.31）
式中商用车：系数取1.5；乘用车：系数取2.0。
本设计取系数为1.5 Temax =190 N·m
代入公式（3.31）得：
Tj = 1.5×190 = 285 N·m
2、扭转减振器的角刚度Ca
减振器扭转角刚度Ca决定于减振弹簧的线刚度及结构布置尺寸，按下列公式初选角刚度
Ca≤13Tj （3.32）
式中：Tj为极限转矩，
Ca ≤13×285=3705 N·m/rad
本设计初选Ca=3000N·m/rad。
3、扭转减振器最大摩擦力矩
由于减振器扭转刚度Ca受结构及发动机最大转矩的限制，不可能很低，故为了在发动机工作转速范围内最有效地消振，必须合理选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩。一般可按下式初选为
=（0.06～0.17）Temax （3.33）
取系数为0.15，代入公式得
= 0.15×190 = 28.5
选取=28.5N·m。
4、扭转减振器的预紧力矩
减振弹簧安装时应有一定的预紧。这样，在传递同样大小的极限转矩它将降低减振器的刚度，这是有利的，但预紧力值一般不应该大于摩擦力矩否则在反向工作时，扭转减振器将停止工作。一般选取为
=（0.05～0.15） （3.34）
取系数为0.1，代入公式得
= 0.1×190 = 19
选取=19 N·m
5、扭转减振器的弹簧分布半径R0
减振弹簧的分布尺寸R1的尺寸应尽可能大一些，一般取
R0 =（0.60～0.75）d/2 （3.35）
其中d为摩擦片内径，选取系数为0.7代入数值，得
R0 = 0.7×155/2=54.25mm
选取R0 = 56mm。
6、扭转减振器弹簧数目
可参考表3.2选取，
表3.2 减振弹簧的选取
离合器摩擦片外径
减振弹簧数目Z
225～250
4～6
250～325
6～8
325～355
8～10
>350
10以上
本设计摩擦片外径D=250mm，故选取= 6。
7、扭转减振器减振弹簧的总压力
当限位销与从动盘毂之间的间隙被消除时，减振弹簧传递扭矩达到最大值
时，减振弹簧受到的压力为
（3.36）
式中：的计算应按的大者来进行，代入数值得

每个弹簧工作压力
（3.37）8、减振弹簧的尺寸确定
在初步选定减振器的主要尺寸后，即可根据布置上的可能来确定和减振弹簧设计的相关尺寸。
弹簧的平均直径：一般由结构布置决定，通常选取=11～15mm左右。本设计选取=12mm。
弹簧钢丝直径：
（3.38）
式中：扭转许用应力=550～600MPa，本设计取=600MPa ，算出后应该圆整为标准值，一般为3～4mm左右。
代入公式（3.38）得：
，
符合上述要求。
减振弹簧刚度：
（3.39）
式中：—减振弹簧的分布半径，为6mm，代入数值得

减振弹簧的有效圈数：
（3.40）
式中：G—材料的扭转弹性模数，对钢=83000N/mm2，代入数值，得

减振弹簧的总圈数：一般在6圈左右，总圈数和有效圈数间的关系为
=7.15～7.65 取= 7。
减振弹簧最小高度：指减振弹簧在最大工作负荷下的工作高度，考虑到此时弹簧的压缩各圈之间仍需留一定的间隙，可确定为
=n1.1d1n （3.41）
代入数值：
=1.13.57=24.5mm
式中：=0.35为弹簧圈之间的间隙。
减振弹簧的总变形量：指减振弹簧在最大工作负荷下所产生的最大压缩变形，为
（3.42）
减振弹簧的自由高度：指减振弹簧无负荷时的高度，为
（3.43）
减振弹簧的预变形量：指减振弹簧安装时的预压缩变形，它和选取的预紧力矩有关系，为
（3.44）
代入数值：

减振弹簧安装后的工作高度：它关系到从动盘毂等零件窗口尺寸的设计，为
（3.45）
代入数值：
= 29.45mm
9、从动片相对从动盘毂的最大转角
最大转角和减振弹簧的工作变形量(=-)有关，其值为
（3.46） = 5.3-0.35=4.95mm
代入数值得
= 5.07°
10、限位销与从动盘缺口侧边的间隙
（3.47）
式中：R2—限位销的安装半径，一般为2.5～4mm。
本设计取=3。
11、限位销直径d’
限位销直径d’按结构布置选定，一般d’=9.5～12mm，本设计取d’=12mm。12、从动盘毂缺口宽度及安装窗口尺寸
为充分利用减振器的缓冲作用，将从动片上的部分窗口尺寸做的比从动盘毂上的窗口尺寸稍大一些，如图3.2所示。

图3.3 从动盘窗口尺寸简图
一般推荐A1-A=a=1.4～16mm。这样，当地面传来冲击时，开始只有部分弹簧参加工作，刚度较小，有利于缓和冲击。本设计取a=4mm，A=30.1mm，A1=34.1mm。
3.7 本章小结
本章重点阐述了膜片弹簧离合器的设计过程，根据所选车型的技术参数设计各零部件尺寸大小及其组成部分，并进行参数校核。通过校核确定参数选取是正确的，能够保证离合器正常工作及其使用寿命长。其中主要设计的零件有，摩擦片、从动盘、压盘、分离装置、膜片弹簧、扭转减振器。

第4章 离合器操纵机构设计

4.1操纵机构的设计要求
离合器操纵机构是指从离合器踏板到分离杠杆的全部机构，是驾驶员借以实现将离合器分离，而后又将其接合的一套机构。操纵机构它应满足的要求是：
（一）踏板力要小，中型货车不大于150~200N。
（二）踏板行程对中型货车最大不超过180mm。
（三）踏板行程应能调整，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可复原。
（四）应有对踏板行程进行限位的装置，以防止操纵机构因受力过大而损坏。
（五）应具有足够的刚度。
（六）传动效率要高。
（七）发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。
机械式操纵机构有杠系传动和绳索系两种传动形式，杠传动结构简单，工作可靠，但是机械效率低，质量大，车架和驾驶室的形变可影响其正常工作，远距离操纵杆系，布置困难，而绳索传动可消除上述缺点，但寿命短，机构效率不高。
本次东风EQ1135F19D中型货车操纵机构采用液压式操纵机构。液压操纵机构有如下优点：
液压式操纵，机构传动效率高，质量小，布置方便；便于采用吊挂踏板，从而容易密封，不会因驾驶室和车架的变形及发动机的振动而产生运动干涉；
可使离合器接合柔和，可以降低因猛踩踏板而在传动系产生的动载荷，正由于液压式操纵有以上的优点，故应用日益广泛。
4.2 液压式操纵机构的结构原理
离合器液压操纵机构由主缸、分缸、管路系统等部分组成。
1、主缸的结构组成
主缸的上部是贮油罐，并有孔与主缸相通，阀杆后端穿在活塞的中心孔中，无配合关系。后弹簧座紧靠在活塞的前端并被轴向定位，它可单向拉动阀杆，在阀杆的前端装有橡胶密封圈的阀门，后端装有锥形的回位弹簧。前弹簧座具有轴向中心孔和轴向径向的槽，回位弹簧安装在前后弹簧座之间。
2、分缸的结构组成
分缸内装有活塞、两皮圈、推杆和放气螺钉等。两皮圈的刃口方向相反，其作用是不同的：左侧皮圈是用来密封油液防止泄漏的；右侧皮圈是防止迅速抬起离合器踏板时，工作缸内吸入空气的。放气螺钉的作用是放净系统内的空气。推杆的长度一般是可调整的，或采用偏心螺钉连接推杆与踏板，以便通过调整使推杆与活塞保持一定的间隙，保证活塞彻底回位。
离合器分缸的功能是接受主缸输送过来的液流及油压，直接或间接地推动分离轴承，使离合器分离。分缸一般装在飞轮壳外。此种布置形式的分缸将通过分离叉推杆间接推动分离轴承移动。分缸中活塞的左右极限位置分别由限位块和挡环限制。为了放出渗入管路中的空气，在分缸上装