西华大学汽车设计课程设计

交通与汽车工程学院

课程设计说明书

课 程 名 称: 汽车设计课程设计

课 程 代 码: 8203381

题 目:中型载重车膜片弹簧离合器设计

（后备功率小）

年级/专业/班

学 生 姓 名:

学 号:

开 始 时 间: 2010 年 12 月 27 日

完 成 时 间: 2011 年 1 月 14 日

课程设计成绩：

指导教师签名： 年 月 日

摘要 2

引言 3

1 离合器基本参数及尺寸的确定 4

1．1摩擦片的外径D及其他尺寸的确定 4

1.2离合器后备系数β的确定 4

1.3单位压力P0的确定 5

2 离合器基本参数的约束条件 7

3 离合器主要零部件的设计计算 7

3.1膜片弹簧设计 8

3.2压盘设计 14

3.3离合器盖设计 15

3.4从动盘设计 15

4 操纵机构设计计算 16

4.1选择操纵机构的型式 17

4.2确定操纵机构尺寸参数 17

4.3校核踏板行程 18

4.4校核踏板力 18

5参考文献 20

6 致谢 21

第 页

本次设计的是中型载重车膜片弹簧离合器，根据所给汽车发动机的最大转矩、最大

转速、最大功率等基本参数确定离合器基本参数。在本次设计中主要对膜片弹簧、压盘、

离合器盖、从动盘及操纵机构进行设计，同时也对膜片弹簧及操纵机构等的结构和性能进

行了校核。在设计过程中注重对膜片弹簧及操纵机构进行设计。同时应用计算机语言编程

对相关参数进行校核及调整。

关键词：膜片弹簧 、膜片弹簧离合器、操纵机构、强度

第 页

对于以内燃机为动力的汽车，离合器在机械传动系中是作为一个独立的总成而存在

的，它是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成。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。它主要包括主动部分、

从动部分、压紧机构和操纵机构等四部分。主、从动部分和压紧机构是保证离合器处于接

合状态并能传递动力的基本结构，操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。

随着汽车发动机转速、功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器要

求越来越高。从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步

地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。因此，提

高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力

和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。

第 页

1 离合器基本参数及尺寸的确定

1.1 摩擦片的外径D及其他尺寸的确定

1.1.1 摩擦片的外径D是离合器的基本尺寸，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有

决定性影响。设计上通常首先确定摩擦片的外径D。

在确定外径D时，有下列经验公式可供初选时使用：

D=KD

为直径系数，Temax为最大转矩

轿车：KD=14.5

轻、中型货车：单片KD=16.0～18.5

双片KD=13.5～15.0 emax （1-1）

重型货车：KD=22.5～24.0

本次设计所设计的是中型载重车（Temax/nT为294.0Nm/2500rpm、Pemax/nP为80.05kw/4700rpm）

的膜片弹簧离合器。

所设计的离合器摩擦片为单片，由于KD=16.0～18.5，所以

D=（16.0～18.5）×=274.4～317.27（mm）

故取D=280mm。

1.1.2 摩擦片的内径d及摩擦片厚度b

由表1所示的摩擦片尺寸系列可确定摩擦片的内径D及摩擦片厚度b

表1：摩擦片的尺寸系列

因此，由表1选取：D=280mm d=165mm B=3.5mm

1.2 离合器后备系数β的确定

后备系数β保证了离合器能可靠地传递发动机转矩，同时，它有助于减少汽车起步时

的滑磨，提高离合器的使用寿命。

第 页

为可靠地传递发动机最大转矩和防止离合器滑磨过大，β不宜选取太小；但是为了使

离合器尺寸不致过大，减少传动系的过载，使操纵更轻便等，后备系数不宜过大。当发动

机后备功率较大、使用条件较好时，β取小些；当使用条件恶劣，需要拖带挂车时，为了

提高起步能力，减少离合器滑磨，β取大些；货车总质量较大，β也应该选取大些；采用

柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取β应比汽油机大些；发动机缸数越多，

转矩波动越小，β也应选取小些。

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。

汽车离合器后备系数推荐如下：

轿车和微型、轻型货车： β=1.20～1.75

中型和重型货车： β=1.50～2.25

越野车、带拖挂的重型汽车和牵引汽车： β=1.50～2.25

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

确保传递发动机最大扭矩；b. 防止离合器本身滑磨程度过大；c. 要求能够防止传动系过

载。通常中型和重型货车β=1.50～2.25。结合设计实际情况，故选择β=2。

1.3 单位压力P0的确定

摩擦面上的单位压力P0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，P0应取小些；当摩擦片外径较大时，为降低摩

擦片外缘热载荷，P0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，P0按下列范围选取：

石棉基材料 P0 =0.10～0.35MPa粉末冶金材料 P0 =0.35～0.60MPa

金属陶瓷材料 P0 =0.70～1.50MPa

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：

Tc=fFZRc (1-2)

第 页

式中，Tc-------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--------压盘施加在摩擦表面上的工作压力； Rc ------摩擦片的平均摩擦半径； 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= P0 A= P0π(D-d)/4

式中，P0------摩擦片单位压力； A------一个摩擦面面积； D------摩擦片外径； d-------摩擦片内径. 22 （1-3）

摩擦片的平均半径Rc根据压力均匀的假设，可表示为：

Rc =(D-d)/3(D-d) (1-4)

当d/D≥0.6时，Rc可相当准确的有下式计算：

Rc =（D+d）/4

因为d=150mm、D=225 …… 此处隐藏：7614字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……