某重型汽车离合器的设计.doc

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1、某重型汽车离合器的设计摘 要离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成,其功用是切断和实现对传动系的动力传递,以保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合,确保汽车平稳起步；在换档时将发动机与传动系分离,减少变速器中换档齿轮之间的冲击；在工作中受到最大的动载荷时,能限制传动系所承受的最大转矩,防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。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,它的转矩容量大而且较稳定,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。此设计说明书详细的说明了汽车膜片弹簧离合器的结构形式,参数选择以及计算过程。关键词：离合器

2、 设计 计算AbstractThe clutch is the transmission system of connected directly with the engine of the assembly, its function is cut off and the realization to the transmission system, in order to ensure that the transfer the power of the car started the engine and transmission system, ensure smooth engag

3、e car start smoothly; In the shift of engine and transmission will reduce the transmission of separation, the impact of the gear shift between; In the work among the largest dynamic load, can limit the transmission to maximum torque, prevent the transmission the parts for overload and damage; Effect

4、ive to reduce the transmission of the vibration and noise. Diaphragm spring clutch is in recent years in cars and light car widely used on a clutch, its torque capacity and stable operation of the light, good balance, also can a lot production, and for its research Keywords：Clutch; Design；Calculate目

5、 录摘要Abstract目录第一章 绪论11.1 概述11.2 汽车离合器结构的发展11.3 本论文主要设计的容2第二章 离合器的基本知识 42.1 离合器的组成 42.2离合器的作用 42.3 离合器的分类 52.4 离合器的基本要求 5第三章 摩擦式离合器的结构形式及原理63.1 摩擦离合器的主要组成及结构型式63.1.1 组成63.1.2 结构型式63.2 摩擦式离合器的基本结构原理7第四章 摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择94.1离合器基本性能关系式94.2 摩擦片外径D的选择94.3 离合器后备系数的确定11第五章 离合器零件的结构选型及设计计算125.1 从动盘总成125.1.1

6、摩擦片设计125.1.2从动盘毂设计135.1.3从动片设计145.2 压盘和离合器盖145.2.1压盘设计145.2.2离合器盖设计155.3 离合器的分离装置155.3.1 分离杆结构型式的选择155.3.2 分离杆设计165.3.3 分离杆的材料与热处理165.3.4 分离轴承和分离套筒175.4 膜片弹簧设计175.4.1膜片弹簧的概念175.4.2膜片弹簧的弹性特性175.4.3 R/r选择185.4.4圆锥底角185.4.5分离指数目的选取195.4.6切槽宽度195.4.7膜片弹簧小端半径确定195.4.8压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定215.4.9公差与精度215.4.

7、10膜片弹簧的强度计算215.5 扭转减震器设计225.5.1扭转减振器的功能225.5.2 扭转减振器的结构类型的选择225.5.3扭转减振器的参数确定245.5.4减振弹簧的尺寸确定26第六章 离合器操纵系统设计286.1离合器操纵机构设计286.1.1离合器踏板行程计算296.1.2踏板力的计算29结论30致31参考文献3233 / 38第一章 绪 论1.1 概述离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳,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

8、器输入的动力。1.2 汽车离合器结构的发展在早期研发的离合器结构中,锥形离合器最为成功。它的原型设计曾装在1889年德国戴姆勒公司生产的钢质车轮的小汽车上,结构如图1-1所示。它是将发动机飞轮的孔做成锥体作为离合器的主动件。采用锥形离合器的方案一直延续到20世纪20年代中叶,对当时来说,锥形离合器的制造比较容易,摩擦面容易修复。它的摩擦材料曾用过驼毛带、皮革带等。那时也曾出现过蹄鼓式离合器来代替锥形离合器,其结构如图1-2所示。该结构采用的是蹄鼓式。这种结构形式有利于在离心力作用下使蹄紧贴鼓面。蹄鼓式离合器用的摩擦原件为木块、皮革等,蹄鼓式离合器的重量较锥形离合器轻。无论锥形离合器或蹄鼓式离合

9、器,都容易造成分离不彻底甚至出现主、从动件根本无法分离的自锁现象。图1-1 锥形离合器 图1-2 蹄鼓式离合器现今所用的盘片式离合器的先驱是多片盘式离合器,它是直到1925年以后才出现的。多片离合器最主要的优点是,在汽车起步时离合器的接合比较平顺,无冲击。早期的设计中,多片按成对布置设计,一个钢盘片对着一青铜盘片。采用纯粹的金属对金属的摩擦副,把它们浸在油中工作,能达到更为满意的性能。早期的单片干式离合器有与锥形离合器相类是的问题,即离合器接合时不够平顺。但是,由于单片干式离合器结构紧凑,散热良好,转动惯量小,所以以燃机为动力的汽车经常采用它,尤其是成功的开发了价格便宜的冲压式离合器盖以后更是

10、如此。如今单片干式摩擦离合器在结构设计方面相当完善。采用具有轴向弹性的从动盘,提高了离合器的接合平顺性。离合器从动盘总成中装有扭转减震器,防止了传动系统的扭转共振,减小了传动系噪声和动载荷。随着人们对汽车舒适性的要求的提高,离合器已在原有基础上得到不断改进,乘用车上越来越多地采用具有双质量飞轮的扭转减震器,能更有效地降低传动系的噪声。结构上采用拉式膜片弹簧离合器,其允许的传扭能力要比其他结构型式大。从动盘采用金属瓷的离合器比一般有机片摩擦材料的离合器传扭能力要提高30%,而使用寿命至少要提高70%以上。近年来湿式离合器在技术上不断改进,在国外某些重型牵引汽车上又开始采用多片湿式离合器。与干式离

11、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,因此,起步时长时间打滑也不致烧损摩擦片。据报道,这种离合器有着良好的起步能力,其使用寿命可达干式离合器的56倍。1.3 本论文主要设计的容本车设计采用单片膜片弹簧离合器。本车采用的摩擦式离合器是因为其结构简单,可靠性强,维修方便,目前大多数汽车都采用这种形式的离合器。而采用干式离合器是因为湿式离合器大多是多盘式离合器,用于需要传递较大转矩的离合器,而该车型不在此列。采用膜片弹簧离合器是因为膜片弹簧离合器具有很多优点：首先,由于膜片弹簧具有非线性特性,因此可设计成当摩擦片磨损后,弹簧压力几乎可以保持不变,且可减轻分离离合器时的踏板力,使操

12、纵轻便；其次,膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对的,因此其压力实际上不受离心力的影响,性能稳定,平衡性也好；再者,膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用,使离合器的结构大为简化,零件数目减少,质量减小并显著地缩短了其轴向尺寸；另外,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,磨损均匀,也易于实现良好的散热通风等。由于膜片弹簧离合器具有上述一系列的优点,并且制造膜片弹簧的工艺水平也在不断地提高,因而这种离合器在轿车及微型、轻型客车上已得到广泛的采用,而且逐渐扩展到载货汽车上。从动盘选择单片式从动盘是一位其结构简单,调整方便。压盘驱动方式采用传动片式是因为其没有太

13、明显的缺点且简化了结构,降低了装配要求又有利于压盘定中。选择拉式离合器是因为其较推式离合器零件数目更少,结构更简化,轴向尺寸更小,质量更小；并且分离杠杆较大,使其踏板操纵力较轻。综上本次设计选择单片拉式膜片弹簧离合器。第二章 离合器的基本知识2.1 离合器的组成主要由主动部分,从动部分,压紧机构和操纵机构四部分组成。2.2 离合器的作用1.保证汽车平稳起步起步前汽车处于静止状态,如果发动机与变速箱是刚性连接的,一旦挂上档,汽车将由于突然接上动力突然前冲,不但会造成机件的损伤,而且驱动力也不足以克服汽车前冲产生的巨大惯性力,使发动机转速急剧下降而熄火。如果在起步时利用离合器暂时将发动机和变速箱分

14、离,然后离合器逐渐接合,由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑磨的现象,可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增大,而汽车的驱动力也逐渐增大,从而让汽车平稳地起步。 2.便于换档汽车行驶过程中,经常换用不同的变速箱档位,以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离,那么变速箱中啮合的传力齿轮会因载荷没有卸除,其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击,容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档,则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除,啮合面间的压力大大减小,就容易分开。而待啮合的另一对齿轮,由

15、于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小,采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等,从而避免或减轻齿轮间的冲击。 3.防止传动系过载 汽车紧急制动时,车轮突然急剧降速,而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性,仍保持原有转速,这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩,使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠摩擦力来传递转矩的,所以当传动系载荷超过摩擦力所能传递的转矩时,离合器的主、从动部分就会自动打滑,因而起到了防止传动系过载的作用。2.3 离合器的分类汽车离合器有摩擦式离合器、液力变矩器、电磁离合器等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。液力偶合器靠工作液油液传递转矩,外壳

16、与泵轮连为一体,是主动件；涡轮与泵轮相对,是从动件。当泵轮转速较低时,涡轮不能被带动,主动件与从动件之间处于分离状态；随着泵轮转速的提高,涡轮被带动,主动件与从动件之间处于接合状态。电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。如在主动与从动件之间放置磁粉,则可以加强两者之间的接合力,这样的离合器称为磁粉式电磁离合器。目前,与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦式离合器,按其从动盘的数目,又分为单盘式、双盘式和多盘式等几种。湿式摩擦式离合器一般为多盘式的,浸在油中以便于散热。采用若干个螺旋弹簧作为压紧弹簧,并将这些弹簧沿压盘圆周分布的离合器称为周布弹簧离合器如图所示。采用膜片弹簧作为

17、压紧弹簧的离合器称为膜片弹簧离合器。2.4 离合器的基本要求保证能传递发动机发出的最大转矩,并且还有一定的传递转矩余力。 能作到分离时,彻底分离,接合时柔和,并具有良好的散热能力。 从动部分的转动惯量尽量小一些。这样,在分离离合器换档时,与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化,从而减轻齿轮间冲击。 具有缓和转动方向冲击,衰减该方向振动的能力,且噪音小。 压盘压力和摩擦片的摩擦系数变化小,工作稳定。 操纵省力,维修保养方便。第三章 摩擦式离合器的结构形式及原理3.1 摩擦离合器的主要组成及结构型式3.1.1 组成摩擦离合器由主动部分飞轮,离合器盖和压盘等,从动部分从动盘本体,摩擦片和从动盘毂

18、,压紧机构螺旋弹簧或膜片弹簧,操纵机构分离机构和离合器踏板及传动机构,助力机构等四部分组成。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机构。操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。3.1.2 结构型式按结构型式可分为1周置弹簧离合器 2中央弹簧离合器 3膜片弹簧离合器 4双片离合器 5斜置拉式弹簧离合器 6金属瓷离合器 7湿式离合器。汽车离合器多采用单片盘形离合器。因其结构简单,调整方便,轴向尺寸紧凑,分离彻底,从动件转动惯量小,散热性好,采用轴向有弹性的从动盘时也能接合平顺,因此被广泛应用于各级轿车及微、中、轻型客车与货车上,在发动机转矩不大于1000Nm的大型客车和

19、重型货车上也有所推广。因此本设计采用单片盘式离合器。如图3-1。图3-1 单片盘式离合器3.2 摩擦式离合器的基本结构原理就摩擦式离合器本身而言,按其功能要求,结构上应由下列几部分组成：主动件、从动件、压紧弹簧和分离杠杆。其结构如图3-2所示。a b图3-2 离合器结构简图 a接合 b分离1飞轮；2从动盘总成；3压盘；4分离杆；5分离套筒；6分离器制动；7离合器踏板；8压紧弹簧；9离合器盖；10变速器第一轴离合器输出轴；11分离拨叉及操纵连接杆从图3-2中可以看出,压盘3、分离杆4和压紧弹簧8一起组装在离合器盖9,俗称为离合器盖总成。盖总成通过螺栓安装到发动机的飞轮上。飞轮1和压盘3为主动件,

20、发动机的转矩通过这两个主动件输入。飞轮1和压盘3之间为从动件总成2,它作为从动件通过摩擦接受由主动件传来的输入转矩,并通过其中间的从动盘毂花键输出转矩由变速器第一轴10接受。压紧弹簧8它可以是螺旋弹簧或膜片弹簧通过压盘3把从动盘总成紧紧压在飞轮上,形成工作压力。当发动机工作带动飞轮1和压盘3一道旋转时通过压盘上压紧弹簧产生的工作压力所形成的摩擦力,带动从动盘总成旋转,完成转矩的输出。如图3-2a所示,离合器通常总是处于接合状态。当需要切断动力时驾驶员通过离合器操纵系统中的踏板7,并经过操纵传动杆系及分离拨叉11推动分离套筒5向前,消除间隙y,使分离杆4绕其在离合器盖9上的支点转动,克服压紧弹簧

21、8的工作压力后,压盘3向后移动,从动盘总成2和压盘3脱离接触。离合器分离时的状况如图3-2b所示,此时,从动盘总成2不再输出转矩。分离套筒向左移动时,在消除间隙r后,输出轴10受到了制动,转速很快下降。此种状况称为离合器制动,其目的是为了容易换挡。但这种离合器制动主要用在重型离合器上,一般离合器不一定采用。分离杆和分离轴承之间的间隙y通常是需要的,因为从动盘总成因摩擦面磨损后会使压盘3向左移动,如果这一移动受到分离轴承的限制,就会导致压盘3不能很好地压紧摩擦面,从而造成从动盘在传扭时造成打滑现象。离合器使用一段时间后,由于间隙y消失需要重新调整。现今许多离合器都设计有自动调整间隙的机构,此时间

22、隙y就可以为零,并能在任何时候都保持零间隙而不影响离合器正常工作。这样就可省却使用中需经常调整间隙的麻烦。第四章 摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择已知车型发动机数据缸数： 4缸 排量：2.2升点火系统：1-3-4-2最大功率 78/4600 KW/rpm 最大扭矩 190/3200 Nm/rpm4.1离合器基本性能关系式摩擦片或从动盘的外径是离合器的重要参数,它对离合器的轮廓尺寸有决定性的影响,并根据离合器能全部传递发动机的最大转矩来选择。为了能可靠地传递发动机最大转矩,离合器的静摩擦力矩应大于发动机最大转矩,而离合器传递的摩擦力矩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

23、与摩擦片平均摩擦半径Rm,即 4-1式中：离合器的后备系数。摩擦系数,计算时一般取0.250.30。4.2 摩擦片外径D的选择摩擦片外径是离合器的基本尺寸,它关系到离合器的结构重量和使用寿命,它和离合器所需传递的转矩大小有一定关系。显然,传递大的转矩,就需要大的尺寸。发动机转矩是重要的参数,当按发动机最大转矩Nm来确定D时,有下列公式可作参考：D=100 4-2式中A反映了不同结构和使用条件对D的影响,可参考下列围：小轿车A=47； 一般载货汽车A=36单片或A=50双片； 自卸车或使用条件恶劣的载货汽车A=19.按初选D以后,还需注意摩擦片尺寸的系列化和标准化,表4-1为我国摩擦片尺寸标准。

24、表4-1 离合器摩擦片尺寸系列和参数外径径厚度外径之比单位面积1601103.20.687106001801253.50.694132002001403.50.700160002251503.50.667221002501553.50.620302002801653.50.589402003001753.50.583466003251903.50.5855460035019540.5576780038020540.54072900根据发动机参数该车型发动机最大转矩Te max为190Nm及式4-2可查出本车将使用单片式离合器,且离合器摩擦片外径为250mm。再查表4-1即可得到摩擦片的具体参数

25、,如下：摩擦片外径D=250mm摩擦片径d=155mm摩擦片厚度h=3.5mm摩擦片外径比d/D=0.620单面面积F=30200mm24.3 离合器后备系数的确定表4-2 后备系数表车型轿车、轻型货车中、重型货车越野车、牵引车后备系数1.301.751.602.252.03.5本设计是基于长城赛弗F1汽车的离合器设计,该车型属于越野车类型,故选择本次设计的后背系数在2.03.5之间选择。因为该车型为城市越野车,不需要太大的后备系数,取=2.0。该车型发动机最大转矩为190Nm,取摩擦系数为3.0可得离合器的静摩擦力矩为Nm1第五章 离合器零件的结构选型及设计计算5.1 从动盘总成5.1.1摩

26、擦片设计离合器表面片在离合器接合过程中将遭到严重的滑磨,在相对很短的时间产生大量的热,因此,要求面片应有下列一些综合性能：1、在工作时有相对较高的摩擦系数；2、在整个工作寿命期应维持其摩擦特性,步希望出现,摩擦系数衰退现象；3、在短时间能吸收相对高的能量,且有好的耐磨性能；4、能承受较高的压盘作用载荷,在离合器接合过程中表现出良好的性能；5、能抵抗高转速下大的离心力载荷而不破坏；6、在传递发动机转矩时,有足够的剪切强度；7、具有小的转动惯量,材料加工性能良好；8、在整个正常工作温度围,和对偶材料压盘、飞轮等有良好的兼容摩擦性能；9、摩擦副对偶面有高度的溶污性能,不易影响它们的摩擦作用；10、具

27、有良好的性能/价格比,不会污染环境。鉴于以上各点,近年来,摩擦材料的种类增长极快。挑选摩擦材料的基本原则是：1、满足较高性能标准；2、成本最小；3、考虑代替石棉。本设计离合器摩擦片选用金属瓷材料。它是由金属机体、瓷成分和润滑剂组成的一种多元复合材料。金属基体的主要作用是以机体接合方式将瓷成分和润滑剂保持其中,形成具有一定机械强度的整体；瓷组分主要起摩擦剂作用；而润滑剂组分则主要起提高材料抗咬合性和抗战粘性的润滑作用,并使摩擦副工作平稳。润滑剂组分和瓷组分一起共同形成金属瓷摩擦磨损性能调节剂。这种材料能和好的的完成上边提到的各种要求,所以选择这种材料。摩擦片的尺寸参数在第三章中已经查表得出,不再

28、叙述。5.1.2从动盘毂设计从动盘毅的花键孔与变速器第一轴前端的花键轴以齿侧定心矩形花键的动配合相联接,以便从动盘毅能作轴向移动。花键的结构尺寸可根据从动盘外径和发动机转矩按GB1144-74选取。从动盘毅花键孔键齿的有效长度约为花键外径尺寸的倍,以保证从动盘毅沿轴向移动时不产生偏斜。表5-1 GB1144-74从动盘外径D/mm发动机转矩/Nm花键齿数n花键外径D/mm花键径d/mm键齿宽b/mm有效齿长l/mm挤压应力/MPa16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352

29、843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.238060010403255515.241072010453656013.143080010453656513.545095010524166512.5花键尺寸选定后应进行挤压应力 及剪切应力j 的强度校核： 5-1 5-2式中： ,分别为花键外径及径,mm；n花键齿数；,b分别为花键的有效齿长及键齿宽,mm；z从动盘毅的数目；发动机最大转矩,Nmm。从动盘毅通常由40Cr , 45号钢、35号钢锻造,并经调质处理,HRC283

30、2。由表5-1选取得：花键齿数n=10；花键外径D=35mm；花键径D=28mm；键齿宽b=4mm；有效齿长l=35mm；挤压应力=10.4MPa；校核=19.342MPa；=8.324MPa符合强度得要求。5.1.3从动片设计从动片通常用1.32.0mm厚的钢板冲压而成。有时将其外缘的盘形部分磨薄至0.651.0mm,以减小其转动惯量。从动片的材料与其结构型式有关,整体式即不带波形弹簧片的从动片,一般用高碳钢或65Mn钢板,热处理硬度HRC3848；采用波形弹簧片的分开式从动片,从动片采用08钢板,氰化表面硬度HRC45,层深0.20.3mm；波形弹簧片采用65Mn钢板,热处理硬度 HRC4

31、351。5.2 压盘和离合器盖5.2.1压盘设计压盘参数的选择和校核压盘形状较复杂,要求传热性好、具有较高的摩擦系数及耐磨。故通常由灰铸铁HT200密度7.2kg/m铸成,金相组织呈珠光体结构,硬度HB170227。另外可添加少量金属元素以增强其机械强度。压盘的外径可根据摩擦片的外径由结构确定。为了使每次接合的温升不致过高,压盘应具有足够大的质量以吸收热量；为了保证在受热情况下不致翘曲变形,压盘应具有足够大的刚度且一般都较厚。此外,压盘的结构设计还应注意其通风冷却要好,例如在压盘体铸出导风槽。压盘的厚度初步确定后,应校核离合器一次接合的温升不应超过810温升的校核按式为：=L/mc 5-3式中

32、：传到压盘的热量所占的比率。对单片离合器,=0.5；m压盘的质量,kg；c压盘的比热容,铸铁的比热容为；L滑磨功,J。若温升过高,可适当增加压盘的厚度。压盘单件的平衡精度应不低于1520gcm。选择压盘厚度为20mm,外径255mm,径150mm。代入公式5-3进行校核计算,=6.732符合标准。5.2.2离合器盖设计一般采用厚2. 55mm的低碳钢钢板冲压制造。离合器盖的形状和尺寸由离合器的结构设计确定。在设计时要特别注意的是刚度、对中、通风散热等问题。离合器盖的刚度不够,会产生较大变形,这不仅会影响操纵系统的传动效率,还可能导致分离不彻底、引起摩擦片早期磨损,甚至使变速器换档困难。离合器盖

33、装有压盘、分离杠杆、压紧弹簧等,因此,其对于飞轮轴线的对中十分重要。对中方式可采用定位销或定位螺栓以及止口对中。为了加强通风散热和清除摩擦片的磨损粉末,在保证刚度的前提下,可在离合器盖上设置循环气流的入口和出口,甚至将盖设计成带有鼓风叶片的结构。本设计离合器盖要求离合器盖径大于离合器摩擦片外径,能将其他离合器上的部件包括其中即可。5.3 离合器的分离装置5.3.1 分离杆结构型式的选择在离合器分离和接合的过程中,踏板与压盘之间运动联系的最后环节为分离杆。周置螺旋弹簧离合器的分离杆数目一般为36个。分离杆的结构型式与压紧弹簧的类型有着密切关系,在采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器中,分离杆的作用由

34、膜片弹簧中的分离指来完成。而在中央弹簧离合器中,只有弹性压杆而没有分离杆一词,广义上来说,离合器分离时它已不在传递弹簧的工作压力,故也可算分离杆。中小型汽车上一般采用如图5.3.1结构。这种被称为摆动块式的分离杠杆也是由钢板冲压而成的,结构比较简单。分离杆在压盘上的支撑方式也很简单。此外,它还具有磨损小,调整方便等优点,所以目前在中小型汽车上采用很多。 图5-1 分离杆结构5.3.2 分离杆设计分离杆设计时应注意如下几个问题：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、分离杆端的高度应可以调整；4、分离杆的铰接处应用滚针轴承或刀口承接。5.3.3 分离杆的材料与热处理分

35、离杆一般由低碳钢板08钢冲压或由中碳钢35号钢锻造而成。为了提高耐磨性能,表面进行氰化处理,层深0.150.3mm,硬度HRC5863。摆动块由中碳钢板冲压而成,摆动块由厚2.5mm的35号钢带制成,表面氰化,层深0.150.3mm,硬度HRC5862。5.3.4 分离轴承和分离套筒分离轴承在工作中主要承受轴向力。在分离离合器时,由于分离轴承的旋转,在离心力的作用下,它同时还承受径向力。所以在离合器中采用的分离轴承主要有两类：径向推力轴承和推力轴承。径向推力类适用于高速、低轴向负荷的情况；推力类则适用低速、高轴向负荷的情况。除此之外,在某些轻型汽车上还采用由浸油的碳和石墨混合压制而成的滑动止推

36、轴承图5-2c。图5-2 几种分离轴承及分离套筒5.4 膜片弹簧设计5.4.1膜片弹簧的概念膜片弹簧的大端处为一完整的截锥,类似无底的碟子,和一般机械上用的碟形弹簧一样,故称作碟簧部分。膜片弹簧起弹性作用的正是其碟簧部分。与碟形弹簧不同的是在膜片弹簧上还有径向开槽部分,形成许多称为分离指、起分离杠杆作用的弹性杠杆。分离指与碟簧部分小端交接处的径向槽较宽且呈长方孔,分离指根部的过渡圆角半径应大于4.5mm,以减少分离指根部的应力集中,长方孔又可用来安置销钉固定膜片弹簧。5.4.2膜片弹簧的弹性特性膜片弹簧的弹性特性是由其碟簧部分所决定,是非线性的,与自由状态下碟簧部分的锥高H及弹簧的钢板厚h有关

37、。不同的H/h值有不同的弹性特性。当时,P为增函数,这种弹簧的刚度大适于承受大载荷并用作缓冲装置中的行程限制。当=,特性曲线上有一拐点,若=1.5,则特性曲线中段平直,即变形增加但载荷P几乎不变,故这种弹簧称零刚度弹簧。当2,则特性曲线中有一段负刚度区域,即变形增加而载荷反而减小。这种特性很适于作为离合器的压紧弹簧。因为可利用其负刚度区使分离离合器时载荷下降,达到操纵省力的目的。当然,负刚度也不宜过大,以免弹簧工作位置略微变动就引起弹簧压紧力过大的变化。为兼顾操纵轻便及压紧力变化不大,汽车离合器膜片弹簧通常取1.52。当=则特性曲线的极小点落在横坐标轴上；当2,则特性曲线具有更大的负刚度区且具

38、有载荷为负值的区域。这种弹簧适于汽车液力传动中的锁止机构9,10,11。图5-3 不同时的无弹性特性曲线为保证离合器压紧力变化不大和操纵方便,汽车离合器用膜片弹簧的H/h通常在围选取。常用的膜片弹簧板厚为,本设计 ,则。5.4.3 选择通过分析表明,越小,应力越高,弹簧越硬,弹性曲线受直径误差影响越大。汽车离合器膜片弹簧根据结构布置和压紧力的要求,常在的围取值。本设计中取R/r=1.25,摩擦片的平均半径：5-4因,取r=102mm,则R=127.5mm,取整R=128mm,则R/r=125/102=1.255。5.4.4圆锥底角汽车膜片弹簧在自由状态时,圆锥底角一般在 围,本设计中式 =ar

39、ctanH/=arctan6/ 5-5得=13在 之间,合格。5.4.5分离指数目的选取本设计中取分离指数为18。5.4.6切槽宽度切槽宽约为,窗孔槽宽,即,应满足的要求,r= 10210 = 92mm。5.4.7膜片弹簧小端半径确定查表5-2知,C取107,表5-2 轴常用几种材料的C值轴的材料Q235-A,20Q275,354540Cr,35SiMnC16013513511811810710798将代入5-12得 I轴外径： 29 5-6由表4-2可得知花键尺寸D=35mm。取轴花键外径,则r=35mm。5.4.8压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定应略大于且尽量接近,应略小于且尽量接近。膜片弹簧应用优质高精度钢板制成,其碟簧