长丰猎豹飞腾汽车设计说明书.doc

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课 程 设 计（论文）

长丰猎豹飞腾6400A

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2023年11月21日
目 录

摘 要 ………………………………………………………………………… 4
1 绪论 …………………………………………………………………………5
1.1 离合器概论 ……………………………………………………………… 5
1.2 离合器的功用 ……………………………………………………………5
1.3 离合器的工作原理 ………………………………………………………6
1.4 膜片弹簧离合器的概论 …………………………………………………7
1.5 拉式膜片弹簧离合器的优点 ……………………………………………8
2 离合器结构方案选取 ………………………………………………………9
2.1 离合器车型的选定 ………………………………………………………9
2.2 离合器设计的基本规定 …………………………………………………9
2.3 离合器结构设计 …………………………………………………………9
2.3.1 摩擦片的选择 …………………………………………………………9
2.3.2 压紧弹簧布置形式的选择 ……………………………………………9
2.3.3 压盘的驱动方式 ………………………………………………………10
2.3.4 分离轴承的类型 ………………………………………………………10
2.3.5 离合器的散热通风措施 ………………………………………………11
3 离合器基本结构参数的拟定 ………………………………………………11
3.1 摩擦片重要参数的选择 …………………………………………………11
3.2 离合器后备系数β的拟定 ………………………………………………12
3.3 单位压力P的拟定 ………………………………………………………13
3.4 摩擦片基本参数的优化 …………………………………………………13
4 离合器从动盘设计 …………………………………………………………14
4.1 从动盘结构介绍 …………………………………………………………14
4.2 从动盘设计 ………………………………………………………………15
4.2.1 从动片的选择和设计 …………………………………………………15
4.2.2 从动盘毂的设计 ………………………………………………………16
4.2.3 摩擦片的材料选取及与从动片的固紧方式 …………………………17
5 离合器压盘设计 ……………………………………………………………17
5.1 压盘的传力方式选择 ……………………………………………………17
5.2 压盘的几何尺寸的拟定 …………………………………………………18
5.3 压盘传动片的材料选择 …………………………………………………18
5.4 离合器盖的设计 …………………………………………………………18
6 离合器分离装置设计 ………………………………………………………19
6.1 分离杆的设计 ……………………………………………………………19
6.2 离合器分离套筒和分离轴承的设计 ……………………………………19
7 离合器膜片弹簧设计 ………………………………………………………20
7.1 膜片弹簧的结构特点 ……………………………………………………21
7.2 膜片弹簧的变形特性和加载方式 ………………………………………21
7.3 膜片弹簧的弹性变形特性 ………………………………………………21
7.4 膜片弹簧的参数尺寸拟定 ………………………………………………23
7.4.1 H/h比值的选取 ………………………………………………………23
7.4.2 R及R/r拟定 …………………………………………………………24
7.4.3 膜片弹簧起始圆锥底角………………………………………………24
7.4.4 膜片弹簧小端半径r及分离轴承的作用半径r …………………24
7.4.5 分离指数目n、切槽宽、窗孔槽宽、及半径r ………………24
7.5 膜片弹簧的优化设计 ……………………………………………………24
7.6 膜片弹簧强度计算 ………………………………………………………25
7.6.1 F-λ图 …………………………………………………………………25
7.6.2 应力计算…………………………………………………………………27
8 扭转减震器设计 ……………………………………………………………29
9 离合器壳设计 ………………………………………………………………29
结 论 …………………………………………………………………………30
参考文献 ………………………………………………………………………31
致 谢 …………………………………………………………………………32

摘 要

离合器是汽车传动系中的重要部件，重要功用是是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车平稳起步，保证传动系统换挡时工作平顺以及限制传动系统所承受的最大转矩，防止传动系统过载。膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器，它的转矩容量大并且较稳定，操作轻便，平衡性好，也能大量生产，对于它的研究已经变得越来越重要。此设计说明书具体的说明了轻型汽车膜片弹簧离合器的结构形式，参数选择以及计算过程。
本文基于长丰猎豹飞腾6400A
的设计规定和设计参数，拟定了以拉式膜片弹簧离合器作为设计目的。根据拉式膜片弹簧离合器工作原理和使用规定，采用系统化设计方法，把离合器分为积极部分、从动部分、操纵机构。通过对各个部分设计方案的原理阐释和优缺陷的比较，拟定了相关部分的基本结构及其零部件的制造材料。根据车辆使用条件和车辆参数，按照离合器系统的设计环节和规定，重要进行了以下工作：选择相关设计参数重要为：摩擦片外径D的拟定，离合器后备系数β的拟定，单位压力P的拟定。并进行了总成设计重要为：分离装置的设计，以及从动盘设计（从动盘毂的设计）和膜片弹簧设计等。

关键字：离合器；膜片弹簧；从动盘；压盘；摩擦片

1 绪论
1.1离合器概述
按动力传递顺序来说，离合器应是传动系中的第一个总成。顾名思义，离合器是“离”与“合”矛盾的统一体。离合器的工作，就是受驾驶员操纵，或者分离，或者接合，以完毕其自身的任务。离合器是设立在发动机与变速器之间的动力传递机构，其功用是可以在必要时中断动力的传递，保证汽车平稳地起步；保证传动系换档时工作平稳；限制传动系所能承受的最大扭矩，防止传动系过载。为使离合器起到以上几个作用，目前汽车上广泛采用弹簧压紧的摩擦式离合器，摩擦离合器所能传递的最大扭矩取决于摩擦面间的工作压紧力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面状况等。即重要取决于离合器基本参数和重要尺寸。膜片弹簧离合器在技术上比较先进，经济性合理，同时其性能良好，使用可靠性高寿命长，结构简朴、紧凑，操作轻便，在保证可靠地传递发动机最大扭矩的前提下，有以下优点：
（1）结合时平顺、柔和，使汽车起步时不震动、冲击；
（2）离合器分离彻底；
（3）从动部分惯量小，以减轻换档时齿轮副的冲击；
（4）散热性能好；
（5）高速回转时只有可靠强度；
（6）避免汽车传动系共振，具有吸取震动、冲击和减小噪声能力；
（7）操纵轻便；
（8）工作性能（最大摩擦力矩和后备系数保持稳定）；
（9）使用寿命长。

1.2离合器的功用
离合器可使发动机与传动系逐渐接合，保证汽车平稳起步。如前所述，现代车用活塞式发动机不能带负荷启动，它必须先在空负荷下启动，然后再逐渐加载。发动机启动后，得以稳定运转的最低转速约为300～500r/min，而汽车则只能由静止开始起步，一个运转着的发动机，要带一个静止的传动系，是不能忽然刚性接合的。由于假如是忽然的刚性连接，就必然导致不是汽车剧烈攒动，就是发动机熄火。所以离合器可使发动机与传动系逐渐地柔和地接合在一起，使发动机加给传动系的扭矩逐渐变大，至足以克服行驶阻力时，汽车便由静止开始缓慢地平稳起步了。
虽然运用变速器的空档，也可以实现发动机与传动系的分离。但变速器在空档位置时，变速器内的积极齿轮和发动机还是连接的，要转动发动机，就必须和变速器内的积极齿轮一起拖转，而变速器内的齿轮浸在黏度较大的齿轮油中，拖转它的阻力是很大的。特别在寒冷季节，如没有离合器来分离发动机和传动系，发动机起动是很困难的。所以离合器的第二个功用，就是暂时分开发动机和传动系的联系，以便于发动机起动。
汽车行驶中变速器要经常变换档位，即变速器内的齿轮副要经常脱开啮合和进入啮合。如在脱档时，由于本来啮合的齿面压力的存在，也许使脱档困难，但如用离合器暂时分离传动系，即能便利脱档。同时在挂档时，依靠驾驶员掌握，使待啮合的齿轮副圆周速度达成同步是较为困难的，待啮合齿轮副圆周速度的差异将会导致挂档冲击甚至挂不上档，此时又需要离合器暂时分开传动系，以便使与离合器积极齿轮联结的质量减小，这样即可以减少挂挡冲击以便利换档。
离合器所能传递的最大扭矩是有一定限制的，在汽车紧急制动时，传动系受到很大的惯性负荷，此时由于离合器自动打滑，可避免传动系零件超载损坏，起保护作用。

1.3离合器的工作原理
如图1.1所示，摩擦离合器一般是有积极部分、从动部分组成、压紧机构和操纵机构四部分组成。
离合器在接合状态时，发动机扭矩自曲轴传出，通过飞轮2和压盘借摩擦作用传给从动盘3，在通过从动轴传给变速器。当驾驶员踩下踏板时，通过拉杆，分离叉、分离套筒和分离轴承8，将分离杠杆的内端推向右方，由于分离杠杆的中间是以离合器盖5上的支柱为支点，而外端与压盘连接，所以能克服压紧弹簧的力量拉动压盘向左，这样，从动盘3两面的压力消失，因而摩擦力消失，发动机的扭矩就不再传入变速器，离合器处在分离状态。当放开踏板，回位弹簧克服各拉杆接头和支承中的摩擦力，使踏板返回原位。此时压紧弹簧就推动压盘向右，仍将从动盘3压紧在飞轮上2，这样发动机的扭矩又传入变速器。

图1.1 离合器总成

1-轴承 2-飞轮 3-从动盘 4-压盘 5-离合器盖螺栓
6-离合器盖 7-膜片弹簧 8-分离轴承 9-轴

1.4 膜片弹簧离合器概述
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。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。另一方面，由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀。此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，因膜片是一种对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力减少很少，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，从而减少了对压盘的压紧力，从而引起离合器传递转矩能力下降。那么可以看出，对于轻型车膜片弹簧离合器的设计研究对于改善汽车离合器各方面的性能具有十分重要的意义。
作为压紧弹簧的所谓膜片弹簧，是由弹簧钢冲压成的，具有“无底碟子”形状的截锥形薄壁膜片，且自其小端在锥面上开有许多径向切槽，以形成弹性杠杆，而其余未切槽的大端截锥部分则起弹簧作用。膜片弹簧的两侧有支承圈，而后者借助于固定在离合器盖上的一些（为径向切槽数目的一半）铆钉来安装定位。当离合器盖用螺栓固定到飞轮上时，由于离合器盖靠向飞轮，后支承圈则压膜片弹簧使其产生弹性变形，锥顶角变大，甚至膜片弹簧几乎变平。同时在膜片弹簧的大端对压盘产生压紧力使离合器处在结合状态。当离合器分离时，分离轴承前移膜片弹簧压前支承圈并以其作为支点发生反锥形的转变，使膜片弹簧大端后移，并通过度离钩拉动压盘后移使离合器分离。膜片弹簧离合器具有很多优点：一方面，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此设计摩擦片磨损后，弹簧压力几乎不变，且可以减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；另一方面，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对称的，因此其压紧力事实上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧自身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著缩短了轴向尺寸；此外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，摩擦均匀，也易于实现良好的通风散热等。
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，并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~~2023N.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。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，但膜片弹簧的制导致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。

1.5 拉式膜片弹簧离合器的优点
与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简朴、紧凑，零件数目更少，质量更少；拉式膜片弹簧是中部与压盘相压在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构；在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率更高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承减少了摩擦损失，传动效率较高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一般可减少约；无论在接合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击和哭声；使用寿命更长。

2离合器结构方案选取
2.1 离合器车型的选定
本设计针对的车型是长丰猎豹飞腾6400A
微型轿车。
其基本参数如下：
车 型：长丰猎豹飞腾6400A

整车质量：1105（kg）
最高车速：170 （km/h）
重要尺寸: 4416×1668×1438 长/宽/高（mm）
最大功率：68/5600 （kw）
最大扭矩：140/3500 （N.m）

2.2 离合器设计的基本规定
为了保证离合器具有良好的工作性能，设计离合器应满足以下规定：
（1）在任何行驶条件下，都能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载。
（2）接合时要完全、平顺、柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。
（3）分离要迅速、彻底。
（4）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。
（5）具有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命。
（6）应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸取振动、缓和冲击和减少噪声的能力。
（7）操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。
（8）作用在从动盘上的总压力和摩擦离合器和摩擦材料的摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽也许小，以保证有稳定的工作性能。
（9）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。
（10）结构应简朴、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便。

2.3 离合器结构设计
2.3.1 摩擦片的选择
离合器分单片离合器、双片离合器、多片离合器。单片离合器由于结构简朴，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底接合平顺，所以被广泛使用于轿车和中、小型货车，因此该设计选择单片离合器。

2.3.2 压紧弹簧布置形式的选择
离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式等。其中膜片弹簧的重要特点是用一个膜片弹簧代替螺旋弹簧和分离杠杆。膜片弹簧与其他几类相比又有以下几个优点：
（1）由于膜片弹簧有抱负的非线性特性,弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大体不变，从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的能力不变。当离合器分离时，弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高，而是减少，从而减少踏板力；
（2）膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简朴紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；
（3）高速旋转时，压紧力减少很少，性能较稳定；而圆柱弹簧压紧力明显下降；
（4）由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命；
（5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长；
（6）平衡性好；
（7）有助于大批量生产，减少制导致本。
但膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材料质量和尺寸精度规定高，其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。因此，我选用膜片弹簧式离合器。

2.3.3 压盘的驱动方式
在膜片弹簧离合器中，扭矩从离合器盖传递到压盘的方法有三种：
（1）凸台—窗孔式：它是将压盘的背面凸起部分嵌入在离合器盖上的窗孔内，通过两者的配合，将扭矩从离合器盖传到压盘上，此方式结构简朴，应用较多；缺陷：压盘上凸台在传动过程中存在滑动摩擦，因而接触部分容易产生分离不彻底。
（2）径向传动驱动式：这种方式使用弹簧刚制的径向片将离合器盖和压盘连接在一起，此传动的方式较上一种在结构上稍显复杂一些，但它没有相对滑动部分，因而不存在磨损，同时踏板力也需要的小一些，操纵方便；此外，工作时压盘和离合器盖径向相对位置不发生变化，因此离合器盖等旋转物件不会失去平衡而产生异常振动和噪声。
（3） 径向传动片驱动方式：它用弹簧钢制的传动片将压盘与离合器盖连接在一起，除传动片的布置方向是沿压盘的弦向布置外，其他的结构特性都与径向传动驱动方式相同。经比较，我选择径向传动驱动方式。

2.3.4分离轴承的类型
分离杠杆的作用由膜片弹簧承担，其作用是通过度离轴承克服离合器弹簧的推力并推动压盘移动，从而使压盘与从动盘和从动盘与飞轮互相分离，截断动力的传递，分离杠杆要具有足够的强度和刚度，以承受反复作用在其上面的弯曲应力，分离轴承的作用是通过度离叉的作用使分离轴承沿变速器前端盖导向套作轴向移动，推动旋转中的膜片弹簧中部分离前端，使离合器起到分离作用。分离本次设计选用的是油封轴承，它可以将润滑脂密封在轴承壳内，使用中不需要增长润滑，相比供油式轴承则需增长。

2.3.5 离合器的散热通风措施
实验表白，摩擦片的磨损是随压盘温度的升高而增大的，当压盘工作表面超过°C时摩擦片磨损剧烈增长，正常使用条件的离合器盘，工作表面的瞬时温度一般在°C以下。在特别频繁的使用下，压盘表面的瞬时温度有也许达成。过高的温度能使压盘受压变形产生裂纹和碎裂。为使摩擦表面温度不致过高，除规定压盘有足够大的质量以保证足够的热容量外，还规定散热通风好。改善离合器散热通风结构的措施有：在压盘上设散热筋，或鼓风筋；在离合器中间压盘内铸通风槽；将离合器盖和压杆制成特殊的叶轮形状，用以鼓风；在离合器外壳内装导流罩。膜片弹簧式离合器自身构造能良好实现通风散热效果，故不需作此外设立。

3 离合器基本结构参数的拟定
3.1摩擦片重要参数的选择
摩擦片外径是离合器的重要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。
当离合器结构形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩已知，适当选取后备系数β和单位压力P0，可估算出摩擦片外径。
摩擦片外径D（mm）也可以根据发动机最大转矩（N.m）按如下经验公式选用
（3.1）
式中，为直径系数，取值范围见表3-1。
由选车型得= 140N·m，=14.6，
则将各参数值代入式后计算得 D=173mm

表3-1 直径系数的取值范围
车 型
直径系数
乘用车
14.6
最大总质量为1.8～14.0t的商用车
16.0～18.5(单片离合器)
13.5～15.0(双片离合器)
最大总质量大于14.0t的商用车
22.5～24.0

根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表3-2
表3-2 离合器摩擦片尺寸系列和参数（即GB1457—74）
外径D/mm
160
180
200
225
250
280
300
325
350
内径d/mm
110
125
140
150
155
165
175
190
195
厚度h/
3.2
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
4
=d/D
0.687
0.694
0.700
0.667
0.589
0.583
0.585
0.557
0.540
1－
0.676
0.667
0.657
0.703
0.762
0.796
0.802
0.800
0.827
单位面积F/
106
132
160
221
302
402
466
546
678

可取：摩擦片相关标准尺寸：
外径D=250mm 内径d=155mm 厚度h=3.5mm
内径与外径比值C′=0.762 1－=0.589

3.2离合器后备系数β的拟定
后备系数β是离合器的重要参数，反映离合器传递发动机最大扭矩的可靠限度，选择β时，应从以下几个方面考虑：a. 摩擦片在使用中有一定磨损后，离合器还能保证传递发动机最大扭矩；b. 防止离合器自身滑磨限度过大；c. 规定可以防止传动系过载。通常轿车和轻型货车β=1.2～1.75。
本设计的是1.3吨微型轿车离合器，参看有关记录质料“离合器后备系数的取值范围”（见下表3-3），并根据最大总质量不超过6吨的载货汽车=1.20—1.75，结合设计实际情况，故选择β=1.3。
则有β可有表3.1查得 β＝1.3。
表3-3　离合器后备系数的取值范围
车 型
后备系数β
乘用车及最大总质量小于6t的商用车
1.20～1.75
最大总质量为6～14t的商用车
1.50～2.25
挂车
1.80～4.00

3.3单位压力P的拟定
摩擦面上的单位压力P的值和离合器自身的工作条件,摩擦片的直径大小,后备系数,摩擦片材料及质量等有关.
离合器使用频繁,工作条件比较恶劣(如城市用的公共汽车和矿用载重车),单位压力P较小为好。当摩擦片的外径较大时也要适当减少摩擦片摩擦面上的单位压力P。由于在其它条件不变的情况下，由于摩擦片外径的增长，摩擦片外缘的线速度大，滑磨时发热厉害，再加上因整个零件较大，零件的温度梯度也大，零件受热不均匀，为了避免这些不利因素，单位压力P应随摩擦片外径的增长而减少。
摩擦面数Z为离合器从动盘数的两倍，决定于离合器所需传递转矩的大小及其结构尺寸。本题目设计单片离合器，因此Z=2。前面已经初步拟定了摩擦片的基本尺寸；
外径D=250㎜ 内径d=155㎜ 厚度h=3.5㎜ 摩擦因素f=0.3
内径与外径比值C′=0.589 1－=0.762
由公式D ³πfZP（1-c ³）=12β得
P=0.12mpa

3.4摩擦片基本参数的优化
（1）摩擦片外径D（mm）的选取应使最大圆周速度不超过65～70m/s，即
m/sm/s
式中，为摩擦片最大圆周速度（m/s）；为发动机最高转速(r/min)。
（5）为反映离合器传递的转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值，即
（3.3）
式中，为单位摩擦面积传递的转矩(N.m/mm2)，可按表3.4选取
表3.4　单位摩擦面积传递转矩的许用值
离合器规格

0．28
0．30
0．35
0．40

4 离合器从动盘设计
4.1从动盘结构介绍
在现代汽车上一般都采用带有扭转减振的从动盘,用以避免汽车传动系统的共振,缓和冲击,减少噪声,提高传动系统零件的寿命,改善汽车行使的舒适性,并使汽车平稳起步。从动盘重要由从动片，从动盘毂，，摩擦片等组成，由下图4.1可以看出，摩擦片1，13分别用铆钉14，15铆在波形弹簧片上，而后者又和从动片铆在一起。从动片5用限位销7和减振12铆在一起。这样，摩擦片，从动片和减振盘三者就被连在一起了。在从动片5和减振盘12上圆周切线方向开有6个均布的长方形窗孔，在在从动片 和减振盘之间的从动盘毂8法兰上也开有同样数目的从动片窗孔，在这些窗孔中装有减振弹簧11，以便三者弹性的连接起来。在从动片和减振盘的窗孔上都制有翻边，这样可以防止弹簧滑脱出来。在从动片和从动盘毂之间还装有减振摩擦片6，9。当系统发生扭转振动时，从动片及减振盘相对从动盘毂发生来回转动，系统的扭转能量会不久被减振摩擦片的摩擦所吸取。

图4.1 带扭转减振器的从动盘

1，13—摩擦片；2，14，15—铆钉；3—波形弹簧片；4—平衡块；5—从动片；6，9—减振摩擦；7—限位销；8—从动盘毂；10—调整垫片；11—减振弹簧；12—减振盘

4.2 从动盘设计
从动盘总成由摩擦片，从动片，减震器和从动盘穀等组成。它虽然对离合器工作性能影响很大的构件，但是其工作寿命薄弱，因此在结构和材料上的选择是设计的重点。从动盘总成应满足如下设计规定：
（1）为了减少变速器换档时齿轮间的冲击，从动盘的转动惯量应尽也许小
（2）为了保证汽车平稳起步、摩擦面片上的压力分布均匀等从动盘应具有轴向弹性
（3）为了避免传动系的扭转共振以及缓和冲击载荷，从动盘中应装有扭转减 振器
（4）要有足够的抗爆裂强度

4.2.1 从动片的选择和设计
设计从动片时要尽量减轻质量，并使质量的分布尽也许靠近旋转中心，以获得小的转动惯量。这是由于汽车在行驶中进行换档时，一方面要分离离合器，从动盘的转速必然要在离合器换档的过程中发生变化，或是增速（由高档换为低档）或是降速（由低档换为高档）。离合器的从动盘转速的变化将引起惯性力，而使变速器换档齿轮之间产生冲击或使变速器中的同步装置加速磨损。惯性力的大小与冲动盘的转动惯量成正比，因此为了见效转动惯量，从动片都做的比较薄，通常是用1.3~2.0㎜厚的薄钢板冲压而成,为了进一步减小从动片的转动惯量,有时将从动片外缘的盘形部分磨至0.65～1.0㎜,使其质量更加靠近旋转中心。
为了使离合器结合平顺，保证汽车平稳起步，单片离合器的从动片一般都作成具有轴向弹性的结构，这样，在离合器的结合过程中，积极盘和从动盘之间的压力是逐渐增长的，从而保证离合器所传递的力矩是缓和增长的。此外，弹性从动片还使压力的分布比较均匀，改善表面的接触，有助于摩擦片的磨损。
具有轴向弹性的的传动片有以下三种形式：整体式的弹性从动片，分开式的弹性从动片、及组合式弹性从动片。，
在本设计中，由于设计的是05款捷达CIF微型轿车的离合器，故采可以用整体式弹性从动片，，离合器从动片采用2㎜厚的的薄钢板冲压而成，其外径由摩擦面外径决定，在这里取250㎜，内径由从动盘毂的尺寸决定，这将在以后的设计中取得。为了防止由于工作温度升高后使从动盘产生翘曲而引起离合器分离不彻底的缺陷，还在从动刚片上沿径向开有几条切口。
4.2.2 从动盘毂的设计
从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它几乎承受发动机传来的所有转矩。它一般采用齿侧对的矩形花键安装在变速器的第一轴上，花键的尺寸可根据摩擦片的外径D与发动机的最大转矩Temax按国标GB1144－74选取。
从动盘的轴向长度不宜过小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底，一般取1.0-1.4倍的花键轴直径。从动盘毂一般采用锻钢（如35、45、40Cr等），并经调质解决。为提高花键内孔表面硬度和耐磨性，可采用镀铬工艺：对减振弹簧窗口及从动片配合，应进行高频解决。
表4-1 离合器从动盘毂花键尺寸系列
摩擦片
外径
D/mm
发动机的
最大转矩
Temax/N·m
花键尺寸
挤压应力
σc/Mpa
齿数
N
外径
D′/mm
内径
d′/mm
齿厚
t/mm
有效齿长
l/mm
160
49
10
23
18
3
20
9.8
180
69
10
26
21
3
20
11.6
200
108
10
29
23
4
25
11.1
225
147
10
32
26
4
30
11.3
250
196
10
35
28
4
35
10.2
280
275
10
35
32
4
40
12.5
300
304
10
40
32
5
40
10.5
325
373
10
40
32
5
45
11.4
350
471
10
40
32
5
50
13.0

根据摩擦片的外径D=250mm与发动机的最大转矩Temax=140 N·m，由表4-1查得n=10，D′=35mm，d′=28mm，t=4mm，l=35mm，σj=10.2Mpa，则由公式校核得：
验证：挤压应力的计算公式为： （4.1）
式中，P为花键的齿侧面压力，它由下式拟定：
（4.2）
从动盘毂轴向长度不宜过小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底，
，分别为花键的内外径；
Z为从动盘毂的数目；取Z=1
h为花键齿工作高度； （4.3）
得N，MPaMPa，合格。
所以，所选花键尺寸能满足使用规定

4.2.3摩檫片的材料选取及与从动片的固紧方式
摩擦片的工作条件比较恶劣，为了保证它能长期稳定的工作，根据汽车的的使用条件，摩擦片的性能应满足以下几个方面的规定：
（1）应具有较稳定的摩擦系数，温度，单位压力和滑磨速度的变化对摩擦系数的影响小。
（2）要有足够的耐磨性，特别在高温时应耐磨。
（3）要有足够的机械强度，特别在高温时的机械强度应较好
（4）热稳定性要好，规定在高温时分离出的粘合剂较少，无味，不易烧焦
（5）磨合性能要好，不致刮伤飞轮及压盘等零件的表面
（6）油水对摩擦性能的影响应最小
（7）结合时应平顺而无“咬住”和“抖动”现象
由以上的规定,目前车用离合器上广泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐热和化学稳定性能比较好的石棉和粘合剂及其它辅助材料混合热压而成，其摩擦系数大约在0.3左右。这种摩擦片的缺陷是材料的性能不稳定，温度，滑磨速度及单位压力的增长都将摩擦系数的下降和磨损的加剧。 所以目前正在研制具有传热性好、强度高、耐高温、耐磨和较高摩擦系数（可达0.5左右）的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。
在该设计中选取的是石棉合成物制成的摩擦材料。固紧摩擦片的方法采用较软的黄铜铆钉直接铆接，采用这种方法后，当在高温条件下工作时，黄铜铆接有较高的强度，同时，当钉头直接与积极盘表面接触时，黄铜铆钉不致像铝铆钉那样会加剧积极盘工作表面的局部磨损，磨损后的生成物附在工作表面上对摩擦系数的影响也较小。这种铆接法尚有固紧可靠和磨损后换装摩擦片方便等优点。

5 离合器压盘设计
5.1压盘的传力方式的选择
压盘是离合器的积极部分，在传递发动机转矩时，它和飞轮一起带动从动盘转动，所以它必须和飞轮连接在一起，但这种连接应允许压盘在离合器的分离过程中能自由的沿轴向移动。如前面所述采用采用传动片式的传力方式。由弹簧钢带制成的传动片一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上，为了改善传动片的受力情况，它一般都是沿圆周布置。

5.2压盘的几何尺寸的拟定
由于摩擦片的尺寸在前面已经拟定，故压盘的内外径也可因此而拟定。
压盘外径D=255㎜ 压盘内径d=150㎜
压盘的厚度拟定重要依据以下两点：
（1）压盘应有足够的质量
在离合器的结合过程中，由于滑磨功的存在，每结合一次都要产生大量的热，而每次结合的时间又短（大约在3秒钟左右），因此热量主线来不及所有传到空气中去，这样必然导致摩擦副的温升。在频繁使用和困难条件下工作的离合器，这种温升更为严重。它不仅会引起摩擦片摩擦系数的下降，磨损加剧，严重时甚至会引起摩擦片和压盘的损坏。
由于用石棉材料制成的摩擦片导热性很差，在滑磨过程中产生的热重要由飞轮和压盘等零件吸取，为了使每次接合时的温升不致过高，故规定压盘有足够大的质量以吸取热量。
（2）压盘应具有较大的刚度
压盘应具有足够大的刚度，以保证在受热的情况下不致产生翘曲变形，而影响离合器的彻底分离和摩擦片的均匀压紧。
鉴于以上两个因素压盘一般都做得比较厚（载重汽车上一般不小于15㎜），但一般不小于10㎜
在该设计中，初步拟定该离合器的压盘的厚度为15㎜

5.3压盘传动片的材料选择
压盘形状一般比较复杂，并且还需要耐磨，传热性好和具有较高的摩擦系数，故通常用灰铸铁铸造而成，其金相组织呈珠光体结构，硬度为HB170～227，其摩擦表面的光洁度不低与1.6。为了增长机械强度，还可以此外添加少量合金元素。在本设计中用材料为3号灰铸铁JS—1，工作表面光洁度取为1.6。

5.4离合器盖的设计
离合器盖一般都与飞轮固定在一起，通过它传递发动机的一部分转矩。此外，它还是离合器压紧弹簧和分离杠杆的支承壳体。因此，在设计中应注意以下几个问题：
（1）离合器的刚度
离合器分离杠杆支承在离合器盖上，假如盖的刚度不够，即当离合器分离时，也许会使盖产生较大的变形，这样就会减少离合器操纵机构的传动效率，严重时还也许导致离合器分离不彻底，引起摩擦片的初期磨损，还会导致变速器的换档困难。因此为了减轻重量和增长刚度，该离合器盖采用厚度约为4㎜的低碳钢板（如08钢板）冲压成带加强筋和卷边的复杂形状。
（2）离合器的通风散热
为了加强离合器的冷却离合器盖必须开有许多通风窗口，通常在离合器压紧弹簧座处开有通风窗口。
（3）离合器的对中问题
离合器盖内装有分离杠杆、压盘、压紧弹簧等重要零件，因此它相对与飞轮必须有良好的对中，否则会破坏离合器的平衡，严重影响离合器的工作。
离合器盖的对中方式有两种，一种是用止口对中，另有种是用定位销或定位螺栓对中，由于本设计选用的是传动片传动方式，因而离合器盖通过一外圆与飞轮上的内圆止口对中.

6离合器分离装置设计
6.1分离杆的设计
本设计才用的是膜片弹簧的压紧机构，分离杆的作用由膜片弹簧中的分离指来完毕。其结构尺寸参数在后续设计中拟定。
在设计分离杆时应注意以下几个问题：
（1）分离杆要有足够的刚度
（2）分离杆的铰接处应避免运动上的干涉
（3）分离杆内端的高度可以调整

6.2离合器分离套筒和分离轴承的设计
分离轴承在工作中重