第二章 离合器设计 第二章  离合器设计  本章主要学习： （1）汽车离合器设计的基本要求； （2）各种形式汽车离合器的特点及应用； （3）离合器基本参数的选择及优化；  （4）膜片弹簧主要参数的选择及优化；  （5）扭转减振器的设计；  （6）离合器的操纵。  第二章  离合器设计     第一节  概述     第二节  离合器的结构方案分析     第三节  离合器主要参数的选择     第四节  离合器的设计与计算     第五节  扭转减振器的设计     第六节  离合器的操纵机构                             第一节  概述 　离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动力传递。主要作用： (1)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； (2)在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击； (3)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； (4)有效地降低传动系中的振动和噪声。 摩擦离合器主要组成           摩擦离合器主要由主动部分（发动机飞轮、离合器盖和压盘等）、从动部分（从动盘）、压紧机构（压紧弹簧）和操纵机构（分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等）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结构。操纵机构是使离合器主、从动部分分离的装置。  汽车离合器设计的基本要求   1）在任何行驶条件下，能可靠地传递发动机的最大转矩。   2）接合时平顺柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。   3）分离时要迅速、彻底。   4）从动部分转动惯量小，减轻换挡时变速器齿轮间的冲击。   5）有良好的吸热能力和通风散热效果，保证离合器的使用       寿命。   6）避免传动系产生扭转共振，具有吸收振动、缓和冲击的       能力。   7）操纵轻便、准确。   8）作用在从动盘上的压力和摩擦材料的摩擦因数在使用过       程中变化要尽可能小，保证有稳定的工作性能。   9）应有足够的强度和良好的动平衡。 10）结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等。  第二节  离合器的结构方案分析               汽车离合器多采用盘形摩擦离合器。 1．从动盘数的选择  单片离合器（图2-1）结构简单，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。  　　双片离合器（图2-2）传递转矩的能力较大，径向尺寸较小，踏板力较小，接合较为平顺。但中间压盘通风散热不良，分离也不够彻底。 2．压紧弹簧和布置形式的选择  　　             周置弹簧离合器的压紧弹簧采用圆柱螺旋弹簧，其特点是结构简单、制造容易，因此应用较为广泛。当发动机最大转速很高时，周置弹簧由于受离心力作用而向外弯曲，使离合器传递转矩能力随之降低。 　　        中央弹簧离合器的压紧弹簧，布置在离合器的中心。可选较大的杠杆比，有利于减小踏板力。通过调整垫片或螺纹容易实现对压紧力的调整，多用于重型汽车上。  膜片弹簧离合器（图2-3）的优点： 3．膜片弹簧支承形式  拉式膜片弹簧离合器（图2-4）具有如下特点： 1）结构简单，零件数目更少，质量更小； 2）膜片弹簧的直径较大，提高了传递转矩的能力； 3）离合器盖的变形量小，分离效率高； 4）杠杆比大，传动效率较高，踏板操纵轻便。 5）在支承环磨损后不会产生冲击和噪声。 6）使用寿命更长。        拉式膜片弹簧需专门的分离轴承，结构较复杂，安装和拆卸较困难，且分离行程略比推式大些。但由于拉式膜片弹簧离合器综合性能优越， 它已经得以应用。  第三节  离合器主要参数的选择  离合器的静摩擦力矩根据摩擦定律可表示为                                                （2-1） 假设摩擦片上工作压力均匀，则有                                                                                                   （2-2） 摩擦片的平均摩擦半径Rc根据压力均匀的假设，可表示为                                                                                                    （2-3）  当d/D≥0.6时，Rc可相当准确地由下式计算                                                （2-4）  将式（2-2）与式（2-3）代入式（2-1）得         式中，c为摩擦片内外径之比，c=d/D，一般在0.53～0.70之间。        为了保证离合器在任何工况下都能可靠地传递发动机的最大转矩，设计时Tc应大于发动机最大转矩，即                  Tc=βTemax               （2-6） 式中，Temax为发动机最大转矩。      β为离合器的后备系数，定义为离合器所能传递的最大静摩擦力矩与发动机最大转矩之比，β必须大于1。 离合器基本参数的选择         基本参数主要有性能参数β和ρ0，尺寸参数D和d及摩擦片厚度b。 1．后备系数β        后备系数β是离合器一个重要设计参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择β时，应保证离合器应能可靠地传递发动机最大转矩、要防止离合器滑磨过大、要能防止传动系过载。因此，在选择β时应考虑以下几点： 1）为可靠传递发动机最大转矩，β不宜选取太小； 2）为减少传动系过载，保证操纵轻便，β又不宜选取太大； 3）当发动机后备功率较大、使用条件较好时，β可选取小些； 4）当使用条件恶劣，为提高起步能力、减少离合器滑磨，β应选取大些； 5）汽车总质量越大，β也应选得越大； 6）柴油机工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取的β值应比汽油机大些； 7）发动机缸数越多，转矩波动越小，β可选取小些； 8）膜片弹簧离合器选取的β值可比螺旋弹簧离合器小些； 9）双片离合器的β值应大于单片离合器。  2．单位压力ρ0            单位压力ρ0对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选取时应考虑离合器的工作条件，发动机后备功率大小，摩擦片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素。            离合器使用频繁，发动机后备系数较小时， ρ0应取小些；当摩擦片外径较大时，为了降低摩擦片外缘处的热负荷， ρ0应取小些；后备系数较大时，可适当增大ρ0 。  3．摩擦片外径D、内径d和厚度      　　在离合器结构形式及摩擦片材料选定、其他参数已知或选取后，结合式（2-1）和式（2-5）即可估算出摩擦片尺寸。      摩擦片外径D（mm）也可根据如下经验公式选用                                                                     （2-7）       式中：KD为直径系数，轿车：KD=14.5；轻、中型货车：单片KD =16.0～18.5，双片KD =13.5～15.0；重型货车： KD =22.5～
2离合器设计1.ppt