汽车膜片弹簧离合器课程设计主要计算和注意问题

离合器设计

注意：按照课程设计的要求完成，一般对以下部分详细计算：

1) 离合器基本结构尺寸、参数的选择

2) 膜片弹簧的参数计算和选择

3) 从动盘（摩擦片的计算选择）

4) 操纵机构计算

绘图时必须按照设计计算参数绘制，未详细计算部分参考选择，但是必须保证结构正确，无工作干涉，方便加工！

膜片弹簧离合器设计计算（某中型轿车举例）

2摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择

已知条件：某中型轿车发动机数据:

缸数：4缸 排量：1.7升

点火系统：1-3-4-2

最大功率 96/5000 KW/rpm

最大扭矩 220/3500 N ²m/rpm

2.1离合器基本性能关系式

为了能可靠地传递发动机最大转矩max c T ，离合器的静摩擦力矩c T 应大于发动机最大转

矩，而离合器传递的摩擦力矩c T 又决定于其摩擦面数Z 、摩擦系数f 、作用在摩擦面上的总压

紧力P Σ与摩擦片平均摩擦半径R m ，即

m N R ZfP e r e c ?=T =T max β【1】 （2-1）

式中：β—离合器的后备系数。

f —摩擦系数，计算时一般取0.25～0.30。

Z —摩擦面数

2.2摩擦片外径D 与内径d 的选择

当按发动机最大转矩max e T （N ²m ）来确定D 时，有下列公式可作参考：

离合器设计

A

T D e /100

max =【1】

（2-2）

式中A 反映了不同结构和使用条件对D 的影响，在确定外径D 时，有下列经验公式可供初选时使用：

max

e D T K D ?

=【1】

（2-3）

轿车：K D =14.5

轻、中型货车：单片K D =16.0～18.5

双片K D =13.5～15.0

重型货车：K D =22.5～24.0

本次设计所设计的是中型轿车（T emax /n T 为220Nm/3500rpm 、P emax /n P 为96kw/5000rpm ）的膜片弹簧离合器。所设计的离合器摩擦片为单片，选择K D =14.5。所以

D=mm 2152205.14=?

按max e T 初选D 以后，还需注意摩擦片尺寸的系列化和标准化，表2-1为我国摩擦片尺寸标准。

表2-1 离合器摩擦片尺寸系列和参数

外径

/D mm

内径

/d mm

厚度

/h mm

内外径之比/d D

单位面积

2

/F mm

160 110 3.2 0.687 10600 180 125 3.5 0.694 13200 200 140 3.5 0.700 16000 225 150 3.5 0.667 22100 250 155 3.5 0.620 30200 280 165 3.5 0.589 40200 300

175

3.5

0.583

46600

查出本车将使用单片式离合器，且离合器摩擦片外径为215mm 。再查表2-1即可得到摩擦片的具体参数，如下：

摩擦片外径D=225mm 摩擦片内径d=150mm 摩擦片厚度h=3.5mm 摩擦片内外径比d/D=0.667

离合器设计

单面面积F=22100mm2

2.3 离合器后备系数的确定

在开始设计离合器时，一般是参照统计资料，并根据汽车的使用条件，离合器结构形式

的特点，初步选定后备系数β。

表2-2 后备系数表

本设计是中型轿车离合器的设计，该车型属于轿车类型，故选择本次设计的后备系数β在1.30～1.75之间选择。因为该车型为中轿车，取β=1.50。因此有离合器的转矩容量

Tc=β

max

c

T=1.5³220=330 N.M

2.4 单位压力P的确定

摩擦面上的单位压力P

值和离合器本身的工作条件，摩擦片的直径大小，后备系数，摩

擦片的材料及质量等因素有关。离合器使用频繁，发动机后备功率较小时，P

应取小些；当

摩擦片外径较大时，为降低摩擦片外缘热载荷，P

应取小些；后备系数较大时，可适当增大。

当摩擦片采用不同材料时，P

按下列范围选取：

石棉基材料 P

=0.10～0.35MP

粉末冶金材料 P

=0.35～0.60MP

金属陶瓷材料 P

=0.70～1.50MP

本次设计中我们选取摩擦片的材料为石棉基材料。

离合器摩擦力矩根据摩擦定律可表示为：

T c =fFZR

c

(2-4)

式中，T

c

-------静摩擦力矩；

f--------摩擦面间的静摩擦因素，计算时一般取0.25～0.30；选取f=0.25 F--------压盘施加在摩擦面上的工作压力；

R

c

------摩擦片的平均半径；

Z--------摩擦面数，是从动盘的两倍；所以，Z=2

假设摩擦片上工作压力均匀，则有：

F= P

0³A= P

π(D2-d2)/4【1】（2-5）

式中，P

------摩擦片单位压力；

离合器设计

A------一个摩擦面面积；

D------摩擦片外径；

d-------摩擦片内径.

摩擦片的平均半径R

c

根据压力均匀的假设，可表示为：

R

c

=(D3-d3)/3/(D2-d2) （2-6）

当d/D≥0.6时，R

c

可相当准确的有下式计算：

R

c

=（D+d）/4 (2-7)

因为d=150mm、D=225mm，所以d/D=0.667≥0.6，则R

c

用（2-7）式计算将（2-5）、（2-7）式代入（2-4）得：

T

c =πfZ P

(D2-d2)（D+d）/16 （2-8）

为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的，设计时T

c

应大于发动机的最

大转矩，即

T

c =βT

emax

（2-9）

式中，T

emax

=220Nm为发动机最大转矩；β=1.5为离合器的后备系数。把（2-8）式代入（2-9）式得：

P

0=16βT

emax

/[πfZ (D2-d2)（D+d）]

代入各参数可得P

=0.318MPa

所以所得P

0在石棉基材料单位压力范围内，所以我们选取的材料及单位压力P

符合设计

要求。

2.5 离合器基本参数的约束条件

1．摩擦片外径D（mm）的选取应使最大圆周速度V

D

不超过65～70m/s，即

V

D = n

emax

D³10-3π/60≤65～70m/s

式中，n

emax 为发动机的最高转速（r/min）。本次设计中n

emax

=5000 r/min，所以

V

D

= 5000³225³10-3π/60=58.87m/s符合V D≤65～70m/s的约束条件。

2. 摩擦片的内外径比c应在0.53～0.70内

c=d/D=150/225=0.667符合约束条件

3.为保证离合器可靠传递转矩，并防止传动系过载，应使1.2≤β≤

4.0，在前面参数选取中，我们选取β=1.5，符合此约束条件。

4.为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器弹簧位置直径2Ro约50mm，即d＞

2Ro+50 。d=150mm，Ro=50mm符合要求。

5. 单位摩擦面传递转矩的许用值

离合器设计

为反映离合器传递转矩且有过载保护的能力，单位摩擦面传递的转矩应小于其许用值。即：)(42

20d D Z T T c c -=π 要求[]00c C T T ≤即可。

6.为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，单位压力P 0对于不同车型，根据所用

的摩擦材料在一定范围内选取，P 0为0.10～1.50MPa 。

我们选取摩擦片的材料 …… 此处隐藏：7392字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……