畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）設(shè)計(jì)(論文) 題目： 轎車離合器的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：二級學(xué)院：班 級：提交日期：IIIII目 錄摘 要 .IVAbstract .V1 緒 論 11.1 本課題研究的背景及意義 .11.2 課題國內(nèi)外近況及發(fā)展方向 .11.3 汽車離合器概述 .11.4 設(shè)計(jì)的組織步驟 .22 離合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)分析 .42.1 設(shè)計(jì)車型選擇 .42.2 離合器的功能及要求 .42.3 基本結(jié)構(gòu)方案分析 .52.4 壓盤方案確定 .93 離合器主要參數(shù)的確定 113.1 后備系數(shù) 11?3.2 單位壓力 110p3.3 摩擦片尺寸參數(shù)選擇 123.4 摩擦片約束條件校核 154 膜片彈簧的設(shè)計(jì)及優(yōu)化 184.1 膜片彈簧的特征 18IV4.2 膜片彈簧的優(yōu)勢 194.3 基本參數(shù)的選擇 194.4 膜片彈簧強(qiáng)度校核 224.5 膜片彈簧的設(shè)計(jì)優(yōu)化 234.6 膜片彈簧制造材料及工藝選定 235 扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) 255.1 減振器參數(shù)計(jì)算與校核 255.2 目前通用減振器分析 265.3 彈簧相關(guān)尺寸補(bǔ)充 276 從動盤總成設(shè)計(jì) 296.1 從動盤總成要求 296.2 從動盤轂 297 壓盤的設(shè)計(jì) 317.1 壓盤設(shè)計(jì)要求 317.2 壓盤幾何尺寸的確定 318 離合器操縱機(jī)構(gòu) 338.1 操縱機(jī)構(gòu)的要求 338.2 操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)選擇 339 結(jié) 論 .35參考文獻(xiàn) 36V附 錄 .37致 謝 .38摘要VI轎車離合器的設(shè)計(jì)摘 要離合器在汽車傳動系統(tǒng)中扮演重要的角色，它的工作性能好壞直接影響駕駛員的操控體驗(yàn)?，F(xiàn)代汽車大多采用摩擦式離合器，其扭矩大，操作簡單，穩(wěn)定，利于生產(chǎn)，成本低的特點(diǎn)很適用于現(xiàn)代汽車的需求。本次設(shè)計(jì)選取馬自達(dá) Axela 手動舒適型的性能參數(shù)，對其離合器進(jìn)行研究性分析設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)先從離合器的作用和要求來分析，然后通過圍繞壓盤、從動盤、摩擦片、膜片彈簧等零件展開設(shè)計(jì)計(jì)算來達(dá)到其工作時(shí)的性能要求。在設(shè)計(jì)到相關(guān)零部件的時(shí)候，要確定其在離合器中的什么部位，對其進(jìn)行類型選擇、結(jié)構(gòu)尺寸和使用材料設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行計(jì)算校核，并在該章節(jié)附上合適的圖形示意。關(guān)鍵詞：昂克賽拉，離合器，膜片彈簧，轎車摘要VIIAbstractVIIIThe design of the car clutchAbstractThe clutch plays an important role in the car transmission system, and its performance affects the driver's experience directly. Most modern car USES the friction clutch, the torque, easy operation, stability, conducive to production, the characteristics of low cost is very suitable for modern car demand. This design selects the performance parameters of Mazda Axela manual comfort, and analyzes the design of the clutch. This design according to the analysis of the role of the clutch and the request first and then through the surrounding pressure plate, driven plate, friction plate, diaphragm spring parts such as design calculation to meet the performance requirements of the work. In the design to the relevant parts of the time, to determine its location in the clutch, on the type selection, structure size and use of material design, calculation and check the final, and in this chapter include appropriate graphics.Key words: Axela, clutch, diaphragm spring, carAbstractIX第 1 章 緒論11 緒 論1.1 本課題研究的背景及意義從離合器的出現(xiàn)到完善始終伴隨著汽車的發(fā)展而發(fā)展，汽車工程師們一直以滿足駕駛員對汽車換擋順和性和優(yōu)良的操縱感為發(fā)展方向?？v觀我國近代汽車工業(yè)史，我國存在起步晚、相關(guān)技術(shù)落后不成熟、高級技術(shù)人員不足等劣勢。與國際競爭產(chǎn)品相比，國內(nèi)離合器綜合表現(xiàn)仍存在較大差距，產(chǎn)品研發(fā)比較傳統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度低。本次進(jìn)行轎車離合器設(shè)計(jì)，讓我可以再一次從頭了解離合器的構(gòu)造組成，熟悉各部分工作原理，掌握設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法。另外一次設(shè)計(jì)的從無到有需要我大量的查找相關(guān)書籍文獻(xiàn)資料，掌握設(shè)計(jì)方式方法，極大地培養(yǎng)了我的查閱資料和自學(xué)能力。經(jīng)過此次設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生充分的體驗(yàn)到完成一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目所進(jìn)行的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，提高我們的綜合素質(zhì)和工作能力，為即將畢業(yè)的我們提供一次良好的學(xué)習(xí)工作經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會，對我們順利由學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣ぷ魅藛T有著很大意義。1.2 課題國內(nèi)外近況及發(fā)展方向 從摩擦式汽車離合器到液力變矩器的技術(shù)迭代，再到如今汽車工業(yè)各種智能技術(shù)愈發(fā)成熟，汽車離合器始終向著人們理想的方向發(fā)展。隨著現(xiàn)代人們對汽車舒適性和操控簡易性的提高，傳統(tǒng)離合器終將被新技術(shù)取代。縱觀我國現(xiàn)代各個(gè)汽車企業(yè)，從其研發(fā)設(shè)計(jì)等能力來看，離合器相關(guān)技術(shù)仍然與國外企業(yè)有不小差距。但是依靠本國自身優(yōu)勢，國內(nèi)勞動力成本、汽車消費(fèi)市場、售價(jià)及供應(yīng)關(guān)系上較國外有明顯優(yōu)勢。另外需要我們注意的是我國汽車品牌的潛在價(jià)值、產(chǎn)品的質(zhì)量把控、生產(chǎn)自動化、效率、產(chǎn)品研發(fā)能力及員工素質(zhì)方面與國際先進(jìn)車企仍有較大差距。從目前熱銷的國產(chǎn)車技術(shù)層面來看，國內(nèi)汽車離合器經(jīng)過不斷發(fā)展已經(jīng)可以滿足大部分車型日常需求，通過學(xué)習(xí)和自主創(chuàng)新，我國離合器產(chǎn)品也在不斷進(jìn)步完善。從國際發(fā)展趨勢來看，近年來人們對汽車各項(xiàng)性能要求越來越高，發(fā)動機(jī)的性能也越來越強(qiáng)，各種新型車型被設(shè)計(jì)出來以滿足人們的需求，國內(nèi)也是如此?；氐轿覈F(xiàn)代離合器發(fā)展，我國離合器技術(shù)始終跟隨國際發(fā)展潮流。并結(jié)合本國地理環(huán)境和國人特點(diǎn)加以創(chuàng)新，不斷向多種技術(shù)方向拓展。從一些汽車評測機(jī)構(gòu)的視頻和視頻評論分析，人們生活水平不斷富裕，對于汽車的性能和舒適性有了更高的要求。在第 1 章 緒論2汽車各種工況下，如何保證離合器正常穩(wěn)定工作，給駕駛員良好的操控體驗(yàn)和前后排乘坐舒適性已經(jīng)是汽車界共同的研發(fā)方向。目前，膜片彈簧在我國離合器領(lǐng)域被使用最多。1.3 汽車離合器概述對于如今普遍以內(nèi)燃機(jī)作為動力來源的汽車，離合器是獨(dú)立存在于傳動系統(tǒng)中的。離合器處于傳動系的首端，用于實(shí)現(xiàn)和切斷對傳動系的動力傳遞，以保證傳動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)順利銜接，確保車輛順利平穩(wěn)起動。就以目前廣泛使用的摩擦離合器來說，它是依靠主、從動部件之間的摩擦來實(shí)現(xiàn)傳遞與分離動力功能的裝置。其組成如下：表 1-1 離合器組成主動部分、從動部分和壓緊機(jī)構(gòu)主要作用是使離合器接合和正常傳遞動力輸出，而后面的操縱機(jī)構(gòu)是用來使離合器分離的。四個(gè)部件合理設(shè)計(jì)裝配才能使它們相互配合來保證離合器的穩(wěn)定正常工作。1.4 設(shè)計(jì)的組織步驟本次進(jìn)行轎車離合器的總體畢業(yè)設(shè)計(jì)，對于我來說還是有很大挑戰(zhàn)的，在拿到題目后經(jīng)過腦子一片空白到查閱各種資料后了解大致方向、大概步驟后，針對自身情況本次設(shè)計(jì)步驟如下：1） 在確定離合器后進(jìn)行設(shè)計(jì)車輛選擇。2） 對照標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)合自身車型對離合器一些基本參數(shù)進(jìn)行預(yù)選。3） 確定出離合器的具體型號，具體參數(shù)。4） 對相關(guān)組成部件進(jìn)行計(jì)算和校核。第 1 章 緒論35） 在制作說明書的同時(shí)進(jìn)行相關(guān)圖紙的制作。圖 1-1 離合器總成圖 1-2 離合器 3D 分解圖第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析42 離合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)分析2.1 設(shè)計(jì)車型選擇本次設(shè)計(jì)選用車型為馬自達(dá) Axela 手動舒適 2016 版，通過查閱其官網(wǎng)和論壇，其基本參數(shù)如下表：表 2.1 2016 馬自達(dá) Axela1.5L 手動舒適型2.2 離合器的功能及要求離合器作為傳動系的主要成員，位于傳動系首端，用于實(shí)現(xiàn)和切斷對傳動系的動力傳遞，以保證傳動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)順利銜接，確保車輛順利平穩(wěn)起動。換擋時(shí)通過切斷動力傳輸來減少換檔齒輪的沖擊。另外，它還可以通過限制扭矩的傳遞來保護(hù)傳動系各部分不因扭矩載荷過大而不能正常工作甚至損壞。通過離合器的合理調(diào)配動力輸出還可以減少傳動系工作時(shí)產(chǎn)生的振動和噪音，提高轎車的整體舒適性和乘坐駕駛體驗(yàn)。目前主流的摩擦離合器又可根據(jù)其中各個(gè)部件的不同組合和作用形式而分類，其分類如下表：第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析5表 2.2 摩擦離合器分類此外，為了滿足汽車總體的性能要求和保證離合器正常工作，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使離合器滿足以下要求：1） 汽車行駛時(shí)，應(yīng)適應(yīng)各種工況，合理傳遞扭矩并適時(shí)保護(hù)傳動系，防止過載。2） 接合時(shí)要相對柔和，提高起步時(shí)的運(yùn)行穩(wěn)定性能。3） 分離要干脆利落，不拖沓。4） 運(yùn)轉(zhuǎn)部分慣量盡可能小，這樣齒輪間的沖擊小，也會減少各組件之間的磨損，延長工作壽命，提高使用性能。5） 通風(fēng)散熱性能好。工作時(shí)，不讓溫度聚在離合器內(nèi)影響其性能和壽命。6） 具有減小振動和緩沖降噪的功能。7） 操縱要符合現(xiàn)代人駕駛習(xí)慣，輕便、到位從而提高駕駛感受。8） 各組件的各項(xiàng)性能要在工作時(shí)能保證相對穩(wěn)定，不因一些外部或自身因素而產(chǎn)生過大變化，提高可靠性。9） 結(jié)構(gòu)布局要合理、利與裝配制造，維修售后簡單，成本盡量低。2.3 基本結(jié)構(gòu)方案分析2.3.1 從動盤數(shù)的選擇第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析6就目前市場而言，按從動盤數(shù)目來說主要有單片、雙片和多片離合器的分類。這三種離合器主要特點(diǎn)如下表所示：表 2.3.1 單雙多片離合器介紹第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析7圖 2-1 單片離合器(左) 雙片離合器（右）針對本次車型分析，馬自達(dá)昂克賽拉屬于售價(jià) 10 萬級別緊湊型 A 級轎車，結(jié)合上文各種離合器優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考慮各種因素，本次設(shè)計(jì)選擇單片離合器作為設(shè)計(jì)對象。其構(gòu)造簡單，各項(xiàng)性能良好，工作時(shí)接合、分離都能達(dá)到本車的設(shè)計(jì)要求。綜上所述，本車設(shè)計(jì)選擇單片離合器。2.3.2 壓緊彈簧和布置形式的選擇按布置形式分離可分為周置、中央、斜置、膜片彈簧離合器，這四種離合器形式性能特點(diǎn)如下：1.周置彈簧離合器周置彈簧離合器使用螺旋圓柱型彈簧，這些彈簧等角度的分布在圓周上。這種構(gòu)造形式優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)直觀簡單，加工制造簡易，對于后期維護(hù)也方便，因而上一代汽車大多使用這種布置形式。然而此結(jié)構(gòu)離合器為了保證摩擦片性能，壓緊彈簧一般要根據(jù)摩擦片外徑來決定，還要是分離杠桿使用數(shù)目的倍數(shù)。另外還會因?yàn)閺椈膳c壓盤緊靠一起會受到直接高溫度傳遞從而失效。在日常使用時(shí)，當(dāng)汽車高速行駛，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速很高，其工作穩(wěn)定性會降低。長期工作后，因?yàn)閺椈傻陌惭b形式，彈簧與其他部件長時(shí)間接觸會產(chǎn)生磨損，嚴(yán)重時(shí)甚至斷裂，存在工作壽命短、不可靠的致命缺陷。2.中央彈簧離合器中央彈簧離合器與周置形式不同，其彈簧是放在離合器的中心位置，并且它是用圓第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析8柱螺旋或圓錐形狀的彈簧壓緊的，壓緊力調(diào)整起來方便。它的杠桿比大，從而對駕駛員的直接感受是踏板輕巧不費(fèi)力，操縱起來舒服。另外這種形式離合器不是像周置彈簧離合器那樣與壓盤直接接觸，所以不會讓彈簧受到高溫危害從而發(fā)生回火失效。但是這種離合器的構(gòu)造就比第一種復(fù)雜很多，尺寸也大，所以汽車廠商大多選擇將之應(yīng)用于發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)矩大于 還能使駕駛員在操縱時(shí)感覺輕巧省力。40~5NM?的 商 用 車 上 ，3.斜置彈簧離合器顧名思義，它的彈簧壓力是采用傾斜一定角度來起到壓緊作用的。對比上文兩種布置形式，它的工作性能穩(wěn)定性大大提高，比如壓緊力不會忽大忽小，踏板力的大小也恰到好處。分析目前汽車市場，這種布置形式一般在商用車質(zhì)量大于十四噸的車型上會選擇。4.膜片彈簧離合器膜片彈簧離合器是現(xiàn)代汽車廠商科技發(fā)展背景下能找到代替上述各種形式離合器的最佳替代品，它有著最強(qiáng)的綜合優(yōu)勢，它是鋼制的碟形彈簧。相比其他布置形式離合器，膜片彈簧具有以下優(yōu)勢：1）具有相對理想的彈性特性：長時(shí)間使用后仍保持合理的磨損度；相對于其他形式離合器各項(xiàng)性能參數(shù)更理想和穩(wěn)定。2）膜片彈簧的使用代替了分離杠桿的角色還起到壓緊的作用，因而相比另外三種減少了零件的數(shù)量，相對應(yīng)結(jié)構(gòu)也被優(yōu)化簡單合理，尺寸也縮小了，總體重量也下降了，這與目前轎車往輕量化發(fā)展方向相一致。3）整體各部件接觸良好，壓力分布合理，磨損也相對在可接受范圍內(nèi)。4）在汽車各種工況下，例如高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，相對于其他形式離合器，各項(xiàng)性能仍然比較穩(wěn)定或變化不明顯可接受。5）良好的散熱6）各個(gè)大組件都是以同一條線為中心線，相對其他形式平衡性更優(yōu)秀。事物都有兩面性，在早期膜片彈簧的制造難度比較大，因?yàn)槠涓黜?xiàng)性能參數(shù)精度要求較高，從而帶來了制造成本壓力，另外早期良品率不高也會產(chǎn)生一些不受控制的情況發(fā)生。不過，近幾年來，經(jīng)過汽車界工程師的不斷努力，通過發(fā)現(xiàn)或合成新材料，加上現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，膜片彈簧的生產(chǎn)制造大大的舍去了傳統(tǒng)弊端，各個(gè)方面日趨第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析9成熟。所以，改進(jìn)后的膜片彈簧離合器在目前汽車市場很受歡迎，并且已經(jīng)適用于其他各個(gè)類型的商用車上，應(yīng)用適配廣泛度最高。因?yàn)槠涫褂玫亩?，還給市場帶來了另外一個(gè)好處，售后可適配零件多，方便售后及維修。綜上，本次馬自達(dá)-昂克賽拉車型離合器設(shè)計(jì)選取膜片彈簧離合器符合要求。圖 2-2 膜片彈簧離合器（推式左，拉式右）2.3.3 膜片彈簧式離合器的選擇其結(jié)構(gòu)具有推拉式兩種：關(guān)于推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)，以支撐形式分類有如下三種： 第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析10圖 2-3 單支撐環(huán) 圖 2-4 雙支撐環(huán)式圖 2-5 無支撐環(huán)式關(guān)于拉式的分類如下： 圖 2-6 無支撐環(huán)式（左）單支撐環(huán)式（右）分析比較兩種離合器，從彈簧安裝方向上來看，推式和拉式膜片彈簧離合器的方向相反，支撐點(diǎn)也不同；從雙方優(yōu)缺點(diǎn)對比來看，拉式膜片彈簧離合器具有更多優(yōu)勢：①結(jié)構(gòu)更簡單，質(zhì)量小。②壓緊力和踏板力性能更優(yōu)秀，更小的尺寸卻可以達(dá)到推式同樣的扭矩傳遞效果。③各項(xiàng)性能穩(wěn)定，分離、接合傳動效率高，更符合駕駛需求。④材料磨損消耗小，不會因長時(shí)間工作后磨損而產(chǎn)生的過大間隙。⑤駕駛舒適型更好，相比較推式?jīng)]有工作抖動和明顯噪音，使用年限高。但是拉式膜片彈簧裝配集合度高，安裝拆卸不是特別便利，這也是目前主要的弊端和優(yōu)化方向。瑕不掩瑜，拉式膜片彈簧離合器因其各項(xiàng)優(yōu)越的性能水平和適中的生產(chǎn)成本，在汽車界廣受歡迎。結(jié)合上文，本次馬自達(dá)-昂克賽拉車型設(shè)計(jì)選擇拉式膜片彈簧離合器，其承形式為雙支撐環(huán)形式符合本次設(shè)計(jì)要求。第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析112.4 壓盤方案確定壓盤驅(qū)動方式分類如下表：表 2-1 各種驅(qū)動形式壓盤特性綜合對比表中上面三種驅(qū)動形式都存在間隙大，振動噪音明顯的問題，同時(shí)在共同缺陷磨損問題上表現(xiàn)更明顯，導(dǎo)致傳動效率相對不高。而一般要求采用高碳鋼的彈性傳動片則能夠相對彌補(bǔ)以上缺點(diǎn)還可以加強(qiáng)承載能力，達(dá)到符合要求的工作可靠性。分析對比本章內(nèi)容最終選取單片拉式膜片彈簧離合器，其承形式為雙支撐環(huán)形式。第 9 章 結(jié)論12圖 2-7 離合器工作示意圖3 離合器主要參數(shù)的確定3.1 后備系數(shù) ?對于設(shè)計(jì)離合器來說，后備系數(shù)的選擇直接影響到離合器的工作性能和工作可靠性，如果 值取的不準(zhǔn)確，可能會使離合器性能發(fā)揮不出來，嚴(yán)重甚至是離合器工作異常或損??壞，導(dǎo)致傳動系過載。所以，選擇后備系數(shù)時(shí)要綜合考慮到離合器尺寸、發(fā)動機(jī)后備系數(shù)、使用條件工況、車輛質(zhì)量、發(fā)動機(jī)缸數(shù)以及長時(shí)間使用后正常磨損損耗后仍使之性能穩(wěn)定和合格的工作可靠性等各種因素。后備系數(shù)選擇的主流方式具體詳情可以參照下表：表 3.1 后備系數(shù)選用參考第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定13分析上表和上文，本次設(shè)計(jì)車型為馬自達(dá)-昂克賽拉取值范圍在第一欄，故選擇后備系數(shù) 。??=1.33.2 單位壓力 0p摩擦片工作時(shí)其摩擦表面的耐磨性強(qiáng)弱直接影響到離合器的好壞，而耐磨性是由單位壓力 決定的。只有當(dāng)發(fā)動機(jī)后備系數(shù)過大時(shí)， 可以適當(dāng)增大一點(diǎn)點(diǎn)，其它諸類情0 0p況盡可能將 的值取的小一點(diǎn)，因?yàn)檫^大的壓力可能會造成不必要的磨損，甚至在長時(shí)p間使用后積灰或其它不利工況下發(fā)生異?；蚩ㄋ垃F(xiàn)象。根據(jù)目前汽車材料市場上流行的不同材料的摩擦片， 的參考取值如下所示：0p表 3.2 取值參照表0p摩擦離合器傳遞扭矩時(shí)的靜摩擦力矩 有公式如下：????（3—1）cmaxeT??代入數(shù)據(jù)： =1.3 148=192.4 N·M???? ×對于 ，有公式如下：0p第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定14（3—3）33c 0emax(1)12TfZPDC?????對于摩擦因數(shù) f 參考下表：表 3.3 摩擦因數(shù)參考取值表參照上表，摩擦片摩擦因數(shù)主要受到其自身材料影響同時(shí)還會受到工作環(huán)境等其他因素影響，但目前汽車市場而言，研發(fā)工程師們主要技術(shù)攻克方向仍然是新型材料使用上。目前市場較認(rèn)可的這三種材料，石棉基材料因其較為滿意的工作性能和便宜實(shí)惠的生產(chǎn)成本在一些入門級或價(jià)格較低的車型上選用。而后面兩種材料摩擦因數(shù)相對比較大也更穩(wěn)定，但生產(chǎn)加工成本高，所以采用會根據(jù)具體情況選擇。結(jié)合上文分析，本次車型 Axela 為入門級 10 萬價(jià)位的轎車，考慮成本等因素選取編織工藝的石棉基材料作為摩擦片制造材料，摩擦因數(shù) 選取 0.3 作為設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)。??此外，摩擦面數(shù) Z 因?yàn)榍拔倪x取單片離合器故數(shù)值為 2。離合器間隙 是為了保證t?離合器在經(jīng)過長時(shí)間使用后，幾年后產(chǎn)生正常磨損后仍然能保證離合器功能，接合或中斷動力輸出。一般業(yè)內(nèi)預(yù)留間隙在三到四毫米，本次選擇 3mm。經(jīng)過上述參數(shù)選擇，公式 3—3 帶入相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算如下：192.4= = 0.3 2 （3—4）30(1)2fZPDC???× × 0p3(1)DC?3.3 摩擦片尺寸參數(shù)選擇摩擦片的尺寸選擇十分重要，它直接決定離合器的大小和壽命，在如今輕量化轎車發(fā)展背景下，離合器也要迎合這一發(fā)展方向。第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定15在上文 3.2 中摩擦片的材料、摩擦因數(shù)及相關(guān)離合器參數(shù)已經(jīng)確定，根據(jù)以下公式可以進(jìn)行摩擦片外徑的初步估算：（3—5）maxDeKT??為直徑系數(shù)，其取值確定可以參考下表 3.4：Dk表 3.4 取值參照表DK顯而易見，馬自達(dá)昂克賽拉為乘用車，取值 14.6，打入數(shù)據(jù)可得：=14.6 ×148≈178 mm初步估值后參考我國國家標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)定可知：第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定16表3.5 摩擦片選擇對照表參考上表數(shù)據(jù)，結(jié)合第二章所選轎車最大扭矩為 148N M，故選取摩擦片外徑?200mm 作為此次設(shè)計(jì)參數(shù)。則其相關(guān)具體尺寸參數(shù)參考下表：第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定17表 3.6 摩擦片尺寸對照表對照上表可知：取 D=200 時(shí)，可列出 d=140，h=3.5，D/d=0.700 供下面進(jìn)行相關(guān)計(jì)算校核?；氐焦?3—4，帶入上一小節(jié)數(shù)據(jù)計(jì)算可得：=0.25 mpa0p對上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核，本次摩擦片選取編制石棉基材料，根據(jù)表 3.3 對比可知符第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定18合設(shè)計(jì)要求。圖 3-1 摩擦片 creo 效果圖3.4 摩擦片約束條件校核3.4.1 摩擦片的基本要求1）工作穩(wěn)定性高，能適應(yīng)各種工況。2）達(dá)到符合要求的強(qiáng)度和耐磨能力。3）盡量小的慣性4）耐高溫5）表面性能好6）使駕駛乘坐舒適性好7）如果長時(shí)間不用后，再次使用不會發(fā)生異?；蚴ъ`。3.4.2 約束校核1）外徑 D 的取值必須要保證最大圓周速度在可控范圍內(nèi)，以免發(fā)生異常保證工作穩(wěn)定性：（3—6）代入數(shù)據(jù)校核：????=63.9 m/s2??0+50mm根據(jù)公式：（3—8）=CcTfFZR（3—9）32cr?本次設(shè)計(jì) D/d=0.700 0.6，可以參考下面公式：≥（3—10）代入數(shù)據(jù)可得：85mm????=尺寸業(yè)內(nèi)默認(rèn)盡量選擇大一點(diǎn)的值，有參考公式如下：??0Ro=(0.60~0.75)d/2 （3—11）所以 Ro 取值在： 0.614.751422R???參照上述參考范圍，本次 取值 45，符合設(shè)計(jì)規(guī)范。??05）為了防止發(fā)生過載現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該提前避免此狀況發(fā)生，故應(yīng)該給單位摩擦面積傳遞扭矩 設(shè)置個(gè)上限即許用值 ，公式如下：c0T??0Tc（3—12）??020)(4ccc TdDZ???π Rr?第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定20許用值對號標(biāo)準(zhǔn)參照如下：表 3.7 許用值標(biāo)準(zhǔn)對照表參照上表和上文選值可知本次設(shè)計(jì)許用值 為 0.28c0T對公式 3—12 進(jìn)行計(jì)算校核： c0=.6.28?校核合格。6）為了降低離合器工作時(shí)滑磨產(chǎn)生的熱負(fù)荷，保護(hù)摩擦片，查閱資料，單位壓力校核符合要求0p7）與步驟 5 一致，單位面積滑磨功也需要設(shè)立許用值來降低離合器長時(shí)間工作高溫異常的風(fēng)險(xiǎn)，許用校核公式如下：（3—13）其中 W 為離合器接合一次所做的總滑磨功，其計(jì)算公式可根據(jù) 3—14 公式：（3—14）公式中， 為車的總質(zhì)量（Kg） ；am為輪胎滾動半徑（m） ；r為汽車低速檔傳動比；gi為主減速器傳動比；0i??wdDZWw???)(42π ??????20218π graeimnW第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定21查閱參考國家相關(guān)文獻(xiàn)規(guī)定，昂克賽拉屬于乘用車且質(zhì)量為 1259kg，它所對應(yīng)的許用值為 0.40 ，校核滑磨功時(shí)，汽車廠商普遍選擇讓乘用車使用 2000r/min 作為發(fā)動??/m??2機(jī)轉(zhuǎn)速校核數(shù)據(jù)。代入數(shù)據(jù)計(jì)算校核：W=14688 Jw=0.332 [W] = 0.4J/mm22/mJ校核通過。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）設(shè)計(jì)(論文) 題目： 轎車離合器的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：二級學(xué)院：班 級：提交日期：IIIII目 錄摘 要 .IVAbstract .V1 緒 論 11.1 本課題研究的背景及意義 .11.2 課題國內(nèi)外近況及發(fā)展方向 .11.3 汽車離合器概述 .11.4 設(shè)計(jì)的組織步驟 .22 離合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)分析 .42.1 設(shè)計(jì)車型選擇 .42.2 離合器的功能及要求 .42.3 基本結(jié)構(gòu)方案分析 .52.4 壓盤方案確定 .93 離合器主要參數(shù)的確定 113.1 后備系數(shù) 11?3.2 單位壓力 110p3.3 摩擦片尺寸參數(shù)選擇 123.4 摩擦片約束條件校核 154 膜片彈簧的設(shè)計(jì)及優(yōu)化 184.1 膜片彈簧的特征 18IV4.2 膜片彈簧的優(yōu)勢 194.3 基本參數(shù)的選擇 194.4 膜片彈簧強(qiáng)度校核 224.5 膜片彈簧的設(shè)計(jì)優(yōu)化 234.6 膜片彈簧制造材料及工藝選定 235 扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì) 255.1 減振器參數(shù)計(jì)算與校核 255.2 目前通用減振器分析 265.3 彈簧相關(guān)尺寸補(bǔ)充 276 從動盤總成設(shè)計(jì) 296.1 從動盤總成要求 296.2 從動盤轂 297 壓盤的設(shè)計(jì) 317.1 壓盤設(shè)計(jì)要求 317.2 壓盤幾何尺寸的確定 318 離合器操縱機(jī)構(gòu) 338.1 操縱機(jī)構(gòu)的要求 338.2 操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)選擇 339 結(jié) 論 .35參考文獻(xiàn) 36V附 錄 .37致 謝 .38摘要VI轎車離合器的設(shè)計(jì)摘 要離合器在汽車傳動系統(tǒng)中扮演重要的角色，它的工作性能好壞直接影響駕駛員的操控體驗(yàn)?，F(xiàn)代汽車大多采用摩擦式離合器，其扭矩大，操作簡單，穩(wěn)定，利于生產(chǎn)，成本低的特點(diǎn)很適用于現(xiàn)代汽車的需求。本次設(shè)計(jì)選取馬自達(dá) Axela 手動舒適型的性能參數(shù)，對其離合器進(jìn)行研究性分析設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)先從離合器的作用和要求來分析，然后通過圍繞壓盤、從動盤、摩擦片、膜片彈簧等零件展開設(shè)計(jì)計(jì)算來達(dá)到其工作時(shí)的性能要求。在設(shè)計(jì)到相關(guān)零部件的時(shí)候，要確定其在離合器中的什么部位，對其進(jìn)行類型選擇、結(jié)構(gòu)尺寸和使用材料設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行計(jì)算校核，并在該章節(jié)附上合適的圖形示意。關(guān)鍵詞：昂克賽拉，離合器，膜片彈簧，轎車摘要VIIAbstractVIIIThe design of the car clutchAbstractThe clutch plays an important role in the car transmission system, and its performance affects the driver's experience directly. Most modern car USES the friction clutch, the torque, easy operation, stability, conducive to production, the characteristics of low cost is very suitable for modern car demand. This design selects the performance parameters of Mazda Axela manual comfort, and analyzes the design of the clutch. This design according to the analysis of the role of the clutch and the request first and then through the surrounding pressure plate, driven plate, friction plate, diaphragm spring parts such as design calculation to meet the performance requirements of the work. In the design to the relevant parts of the time, to determine its location in the clutch, on the type selection, structure size and use of material design, calculation and check the final, and in this chapter include appropriate graphics.Key words: Axela, clutch, diaphragm spring, carAbstractIX第 1 章 緒論11 緒 論1.1 本課題研究的背景及意義從離合器的出現(xiàn)到完善始終伴隨著汽車的發(fā)展而發(fā)展，汽車工程師們一直以滿足駕駛員對汽車換擋順和性和優(yōu)良的操縱感為發(fā)展方向。縱觀我國近代汽車工業(yè)史，我國存在起步晚、相關(guān)技術(shù)落后不成熟、高級技術(shù)人員不足等劣勢。與國際競爭產(chǎn)品相比，國內(nèi)離合器綜合表現(xiàn)仍存在較大差距，產(chǎn)品研發(fā)比較傳統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度低。本次進(jìn)行轎車離合器設(shè)計(jì)，讓我可以再一次從頭了解離合器的構(gòu)造組成，熟悉各部分工作原理，掌握設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法。另外一次設(shè)計(jì)的從無到有需要我大量的查找相關(guān)書籍文獻(xiàn)資料，掌握設(shè)計(jì)方式方法，極大地培養(yǎng)了我的查閱資料和自學(xué)能力。經(jīng)過此次設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生充分的體驗(yàn)到完成一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目所進(jìn)行的各項(xiàng)環(huán)節(jié)，提高我們的綜合素質(zhì)和工作能力，為即將畢業(yè)的我們提供一次良好的學(xué)習(xí)工作經(jīng)驗(yàn)的機(jī)會，對我們順利由學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣ぷ魅藛T有著很大意義。1.2 課題國內(nèi)外近況及發(fā)展方向 從摩擦式汽車離合器到液力變矩器的技術(shù)迭代，再到如今汽車工業(yè)各種智能技術(shù)愈發(fā)成熟，汽車離合器始終向著人們理想的方向發(fā)展。隨著現(xiàn)代人們對汽車舒適性和操控簡易性的提高，傳統(tǒng)離合器終將被新技術(shù)取代?？v觀我國現(xiàn)代各個(gè)汽車企業(yè)，從其研發(fā)設(shè)計(jì)等能力來看，離合器相關(guān)技術(shù)仍然與國外企業(yè)有不小差距。但是依靠本國自身優(yōu)勢，國內(nèi)勞動力成本、汽車消費(fèi)市場、售價(jià)及供應(yīng)關(guān)系上較國外有明顯優(yōu)勢。另外需要我們注意的是我國汽車品牌的潛在價(jià)值、產(chǎn)品的質(zhì)量把控、生產(chǎn)自動化、效率、產(chǎn)品研發(fā)能力及員工素質(zhì)方面與國際先進(jìn)車企仍有較大差距。從目前熱銷的國產(chǎn)車技術(shù)層面來看，國內(nèi)汽車離合器經(jīng)過不斷發(fā)展已經(jīng)可以滿足大部分車型日常需求，通過學(xué)習(xí)和自主創(chuàng)新，我國離合器產(chǎn)品也在不斷進(jìn)步完善。從國際發(fā)展趨勢來看，近年來人們對汽車各項(xiàng)性能要求越來越高，發(fā)動機(jī)的性能也越來越強(qiáng)，各種新型車型被設(shè)計(jì)出來以滿足人們的需求，國內(nèi)也是如此?；氐轿覈F(xiàn)代離合器發(fā)展，我國離合器技術(shù)始終跟隨國際發(fā)展潮流。并結(jié)合本國地理環(huán)境和國人特點(diǎn)加以創(chuàng)新，不斷向多種技術(shù)方向拓展。從一些汽車評測機(jī)構(gòu)的視頻和視頻評論分析，人們生活水平不斷富裕，對于汽車的性能和舒適性有了更高的要求。在第 1 章 緒論2汽車各種工況下，如何保證離合器正常穩(wěn)定工作，給駕駛員良好的操控體驗(yàn)和前后排乘坐舒適性已經(jīng)是汽車界共同的研發(fā)方向。目前，膜片彈簧在我國離合器領(lǐng)域被使用最多。1.3 汽車離合器概述對于如今普遍以內(nèi)燃機(jī)作為動力來源的汽車，離合器是獨(dú)立存在于傳動系統(tǒng)中的。離合器處于傳動系的首端，用于實(shí)現(xiàn)和切斷對傳動系的動力傳遞，以保證傳動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)順利銜接，確保車輛順利平穩(wěn)起動。就以目前廣泛使用的摩擦離合器來說，它是依靠主、從動部件之間的摩擦來實(shí)現(xiàn)傳遞與分離動力功能的裝置。其組成如下：表 1-1 離合器組成主動部分、從動部分和壓緊機(jī)構(gòu)主要作用是使離合器接合和正常傳遞動力輸出，而后面的操縱機(jī)構(gòu)是用來使離合器分離的。四個(gè)部件合理設(shè)計(jì)裝配才能使它們相互配合來保證離合器的穩(wěn)定正常工作。1.4 設(shè)計(jì)的組織步驟本次進(jìn)行轎車離合器的總體畢業(yè)設(shè)計(jì)，對于我來說還是有很大挑戰(zhàn)的，在拿到題目后經(jīng)過腦子一片空白到查閱各種資料后了解大致方向、大概步驟后，針對自身情況本次設(shè)計(jì)步驟如下：1） 在確定離合器后進(jìn)行設(shè)計(jì)車輛選擇。2） 對照標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)合自身車型對離合器一些基本參數(shù)進(jìn)行預(yù)選。3） 確定出離合器的具體型號，具體參數(shù)。4） 對相關(guān)組成部件進(jìn)行計(jì)算和校核。第 1 章 緒論35） 在制作說明書的同時(shí)進(jìn)行相關(guān)圖紙的制作。圖 1-1 離合器總成圖 1-2 離合器 3D 分解圖第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析42 離合器的結(jié)構(gòu)參數(shù)分析2.1 設(shè)計(jì)車型選擇本次設(shè)計(jì)選用車型為馬自達(dá) Axela 手動舒適 2016 版，通過查閱其官網(wǎng)和論壇，其基本參數(shù)如下表：表 2.1 2016 馬自達(dá) Axela1.5L 手動舒適型2.2 離合器的功能及要求離合器作為傳動系的主要成員，位于傳動系首端，用于實(shí)現(xiàn)和切斷對傳動系的動力傳遞，以保證傳動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)順利銜接，確保車輛順利平穩(wěn)起動。換擋時(shí)通過切斷動力傳輸來減少換檔齒輪的沖擊。另外，它還可以通過限制扭矩的傳遞來保護(hù)傳動系各部分不因扭矩載荷過大而不能正常工作甚至損壞。通過離合器的合理調(diào)配動力輸出還可以減少傳動系工作時(shí)產(chǎn)生的振動和噪音，提高轎車的整體舒適性和乘坐駕駛體驗(yàn)。目前主流的摩擦離合器又可根據(jù)其中各個(gè)部件的不同組合和作用形式而分類，其分類如下表：第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析5表 2.2 摩擦離合器分類此外，為了滿足汽車總體的性能要求和保證離合器正常工作，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使離合器滿足以下要求：1） 汽車行駛時(shí)，應(yīng)適應(yīng)各種工況，合理傳遞扭矩并適時(shí)保護(hù)傳動系，防止過載。2） 接合時(shí)要相對柔和，提高起步時(shí)的運(yùn)行穩(wěn)定性能。3） 分離要干脆利落，不拖沓。4） 運(yùn)轉(zhuǎn)部分慣量盡可能小，這樣齒輪間的沖擊小，也會減少各組件之間的磨損，延長工作壽命，提高使用性能。5） 通風(fēng)散熱性能好。工作時(shí)，不讓溫度聚在離合器內(nèi)影響其性能和壽命。6） 具有減小振動和緩沖降噪的功能。7） 操縱要符合現(xiàn)代人駕駛習(xí)慣，輕便、到位從而提高駕駛感受。8） 各組件的各項(xiàng)性能要在工作時(shí)能保證相對穩(wěn)定，不因一些外部或自身因素而產(chǎn)生過大變化，提高可靠性。9） 結(jié)構(gòu)布局要合理、利與裝配制造，維修售后簡單，成本盡量低。2.3 基本結(jié)構(gòu)方案分析2.3.1 從動盤數(shù)的選擇第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析6就目前市場而言，按從動盤數(shù)目來說主要有單片、雙片和多片離合器的分類。這三種離合器主要特點(diǎn)如下表所示：表 2.3.1 單雙多片離合器介紹第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析7圖 2-1 單片離合器(左) 雙片離合器（右）針對本次車型分析，馬自達(dá)昂克賽拉屬于售價(jià) 10 萬級別緊湊型 A 級轎車，結(jié)合上文各種離合器優(yōu)缺點(diǎn)，綜合考慮各種因素，本次設(shè)計(jì)選擇單片離合器作為設(shè)計(jì)對象。其構(gòu)造簡單，各項(xiàng)性能良好，工作時(shí)接合、分離都能達(dá)到本車的設(shè)計(jì)要求。綜上所述，本車設(shè)計(jì)選擇單片離合器。2.3.2 壓緊彈簧和布置形式的選擇按布置形式分離可分為周置、中央、斜置、膜片彈簧離合器，這四種離合器形式性能特點(diǎn)如下：1.周置彈簧離合器周置彈簧離合器使用螺旋圓柱型彈簧，這些彈簧等角度的分布在圓周上。這種構(gòu)造形式優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)直觀簡單，加工制造簡易，對于后期維護(hù)也方便，因而上一代汽車大多使用這種布置形式。然而此結(jié)構(gòu)離合器為了保證摩擦片性能，壓緊彈簧一般要根據(jù)摩擦片外徑來決定，還要是分離杠桿使用數(shù)目的倍數(shù)。另外還會因?yàn)閺椈膳c壓盤緊靠一起會受到直接高溫度傳遞從而失效。在日常使用時(shí)，當(dāng)汽車高速行駛，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速很高，其工作穩(wěn)定性會降低。長期工作后，因?yàn)閺椈傻陌惭b形式，彈簧與其他部件長時(shí)間接觸會產(chǎn)生磨損，嚴(yán)重時(shí)甚至斷裂，存在工作壽命短、不可靠的致命缺陷。2.中央彈簧離合器中央彈簧離合器與周置形式不同，其彈簧是放在離合器的中心位置，并且它是用圓第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析8柱螺旋或圓錐形狀的彈簧壓緊的，壓緊力調(diào)整起來方便。它的杠桿比大，從而對駕駛員的直接感受是踏板輕巧不費(fèi)力，操縱起來舒服。另外這種形式離合器不是像周置彈簧離合器那樣與壓盤直接接觸，所以不會讓彈簧受到高溫危害從而發(fā)生回火失效。但是這種離合器的構(gòu)造就比第一種復(fù)雜很多，尺寸也大，所以汽車廠商大多選擇將之應(yīng)用于發(fā)動機(jī)的最高轉(zhuǎn)矩大于 還能使駕駛員在操縱時(shí)感覺輕巧省力。40~5NM?的 商 用 車 上 ，3.斜置彈簧離合器顧名思義，它的彈簧壓力是采用傾斜一定角度來起到壓緊作用的。對比上文兩種布置形式，它的工作性能穩(wěn)定性大大提高，比如壓緊力不會忽大忽小，踏板力的大小也恰到好處。分析目前汽車市場，這種布置形式一般在商用車質(zhì)量大于十四噸的車型上會選擇。4.膜片彈簧離合器膜片彈簧離合器是現(xiàn)代汽車廠商科技發(fā)展背景下能找到代替上述各種形式離合器的最佳替代品，它有著最強(qiáng)的綜合優(yōu)勢，它是鋼制的碟形彈簧。相比其他布置形式離合器，膜片彈簧具有以下優(yōu)勢：1）具有相對理想的彈性特性：長時(shí)間使用后仍保持合理的磨損度；相對于其他形式離合器各項(xiàng)性能參數(shù)更理想和穩(wěn)定。2）膜片彈簧的使用代替了分離杠桿的角色還起到壓緊的作用，因而相比另外三種減少了零件的數(shù)量，相對應(yīng)結(jié)構(gòu)也被優(yōu)化簡單合理，尺寸也縮小了，總體重量也下降了，這與目前轎車往輕量化發(fā)展方向相一致。3）整體各部件接觸良好，壓力分布合理，磨損也相對在可接受范圍內(nèi)。4）在汽車各種工況下，例如高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，相對于其他形式離合器，各項(xiàng)性能仍然比較穩(wěn)定或變化不明顯可接受。5）良好的散熱6）各個(gè)大組件都是以同一條線為中心線，相對其他形式平衡性更優(yōu)秀。事物都有兩面性，在早期膜片彈簧的制造難度比較大，因?yàn)槠涓黜?xiàng)性能參數(shù)精度要求較高，從而帶來了制造成本壓力，另外早期良品率不高也會產(chǎn)生一些不受控制的情況發(fā)生。不過，近幾年來，經(jīng)過汽車界工程師的不斷努力，通過發(fā)現(xiàn)或合成新材料，加上現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，膜片彈簧的生產(chǎn)制造大大的舍去了傳統(tǒng)弊端，各個(gè)方面日趨第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析9成熟。所以，改進(jìn)后的膜片彈簧離合器在目前汽車市場很受歡迎，并且已經(jīng)適用于其他各個(gè)類型的商用車上，應(yīng)用適配廣泛度最高。因?yàn)槠涫褂玫亩啵€給市場帶來了另外一個(gè)好處，售后可適配零件多，方便售后及維修。綜上，本次馬自達(dá)-昂克賽拉車型離合器設(shè)計(jì)選取膜片彈簧離合器符合要求。圖 2-2 膜片彈簧離合器（推式左，拉式右）2.3.3 膜片彈簧式離合器的選擇其結(jié)構(gòu)具有推拉式兩種：關(guān)于推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)，以支撐形式分類有如下三種： 第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析10圖 2-3 單支撐環(huán) 圖 2-4 雙支撐環(huán)式圖 2-5 無支撐環(huán)式關(guān)于拉式的分類如下： 圖 2-6 無支撐環(huán)式（左）單支撐環(huán)式（右）分析比較兩種離合器，從彈簧安裝方向上來看，推式和拉式膜片彈簧離合器的方向相反，支撐點(diǎn)也不同；從雙方優(yōu)缺點(diǎn)對比來看，拉式膜片彈簧離合器具有更多優(yōu)勢：①結(jié)構(gòu)更簡單，質(zhì)量小。②壓緊力和踏板力性能更優(yōu)秀，更小的尺寸卻可以達(dá)到推式同樣的扭矩傳遞效果。③各項(xiàng)性能穩(wěn)定，分離、接合傳動效率高，更符合駕駛需求。④材料磨損消耗小，不會因長時(shí)間工作后磨損而產(chǎn)生的過大間隙。⑤駕駛舒適型更好，相比較推式?jīng)]有工作抖動和明顯噪音，使用年限高。但是拉式膜片彈簧裝配集合度高，安裝拆卸不是特別便利，這也是目前主要的弊端和優(yōu)化方向。瑕不掩瑜，拉式膜片彈簧離合器因其各項(xiàng)優(yōu)越的性能水平和適中的生產(chǎn)成本，在汽車界廣受歡迎。結(jié)合上文，本次馬自達(dá)-昂克賽拉車型設(shè)計(jì)選擇拉式膜片彈簧離合器，其承形式為雙支撐環(huán)形式符合本次設(shè)計(jì)要求。第 2 章 離合器結(jié)構(gòu)參數(shù)分析112.4 壓盤方案確定壓盤驅(qū)動方式分類如下表：表 2-1 各種驅(qū)動形式壓盤特性綜合對比表中上面三種驅(qū)動形式都存在間隙大，振動噪音明顯的問題，同時(shí)在共同缺陷磨損問題上表現(xiàn)更明顯，導(dǎo)致傳動效率相對不高。而一般要求采用高碳鋼的彈性傳動片則能夠相對彌補(bǔ)以上缺點(diǎn)還可以加強(qiáng)承載能力，達(dá)到符合要求的工作可靠性。分析對比本章內(nèi)容最終選取單片拉式膜片彈簧離合器，其承形式為雙支撐環(huán)形式。第 9 章 結(jié)論12圖 2-7 離合器工作示意圖3 離合器主要參數(shù)的確定3.1 后備系數(shù) ?對于設(shè)計(jì)離合器來說，后備系數(shù)的選擇直接影響到離合器的工作性能和工作可靠性，如果 值取的不準(zhǔn)確，可能會使離合器性能發(fā)揮不出來，嚴(yán)重甚至是離合器工作異常或損??壞，導(dǎo)致傳動系過載。所以，選擇后備系數(shù)時(shí)要綜合考慮到離合器尺寸、發(fā)動機(jī)后備系數(shù)、使用條件工況、車輛質(zhì)量、發(fā)動機(jī)缸數(shù)以及長時(shí)間使用后正常磨損損耗后仍使之性能穩(wěn)定和合格的工作可靠性等各種因素。后備系數(shù)選擇的主流方式具體詳情可以參照下表：表 3.1 后備系數(shù)選用參考第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定13分析上表和上文，本次設(shè)計(jì)車型為馬自達(dá)-昂克賽拉取值范圍在第一欄，故選擇后備系數(shù) 。??=1.33.2 單位壓力 0p摩擦片工作時(shí)其摩擦表面的耐磨性強(qiáng)弱直接影響到離合器的好壞，而耐磨性是由單位壓力 決定的。只有當(dāng)發(fā)動機(jī)后備系數(shù)過大時(shí)， 可以適當(dāng)增大一點(diǎn)點(diǎn)，其它諸類情0 0p況盡可能將 的值取的小一點(diǎn)，因?yàn)檫^大的壓力可能會造成不必要的磨損，甚至在長時(shí)p間使用后積灰或其它不利工況下發(fā)生異?；蚩ㄋ垃F(xiàn)象。根據(jù)目前汽車材料市場上流行的不同材料的摩擦片， 的參考取值如下所示：0p表 3.2 取值參照表0p摩擦離合器傳遞扭矩時(shí)的靜摩擦力矩 有公式如下：????（3—1）cmaxeT??代入數(shù)據(jù)： =1.3 148=192.4 N·M???? ×對于 ，有公式如下：0p第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定14（3—3）33c 0emax(1)12TfZPDC?????對于摩擦因數(shù) f 參考下表：表 3.3 摩擦因數(shù)參考取值表參照上表，摩擦片摩擦因數(shù)主要受到其自身材料影響同時(shí)還會受到工作環(huán)境等其他因素影響，但目前汽車市場而言，研發(fā)工程師們主要技術(shù)攻克方向仍然是新型材料使用上。目前市場較認(rèn)可的這三種材料，石棉基材料因其較為滿意的工作性能和便宜實(shí)惠的生產(chǎn)成本在一些入門級或價(jià)格較低的車型上選用。而后面兩種材料摩擦因數(shù)相對比較大也更穩(wěn)定，但生產(chǎn)加工成本高，所以采用會根據(jù)具體情況選擇。結(jié)合上文分析，本次車型 Axela 為入門級 10 萬價(jià)位的轎車，考慮成本等因素選取編織工藝的石棉基材料作為摩擦片制造材料，摩擦因數(shù) 選取 0.3 作為設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)。??此外，摩擦面數(shù) Z 因?yàn)榍拔倪x取單片離合器故數(shù)值為 2。離合器間隙 是為了保證t?離合器在經(jīng)過長時(shí)間使用后，幾年后產(chǎn)生正常磨損后仍然能保證離合器功能，接合或中斷動力輸出。一般業(yè)內(nèi)預(yù)留間隙在三到四毫米，本次選擇 3mm。經(jīng)過上述參數(shù)選擇，公式 3—3 帶入相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算如下：192.4= = 0.3 2 （3—4）30(1)2fZPDC???× × 0p3(1)DC?3.3 摩擦片尺寸參數(shù)選擇摩擦片的尺寸選擇十分重要，它直接決定離合器的大小和壽命，在如今輕量化轎車發(fā)展背景下，離合器也要迎合這一發(fā)展方向。第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定15在上文 3.2 中摩擦片的材料、摩擦因數(shù)及相關(guān)離合器參數(shù)已經(jīng)確定，根據(jù)以下公式可以進(jìn)行摩擦片外徑的初步估算：（3—5）maxDeKT??為直徑系數(shù)，其取值確定可以參考下表 3.4：Dk表 3.4 取值參照表DK顯而易見，馬自達(dá)昂克賽拉為乘用車，取值 14.6，打入數(shù)據(jù)可得：=14.6 ×148≈178 mm初步估值后參考我國國家標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)定可知：第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定16表3.5 摩擦片選擇對照表參考上表數(shù)據(jù)，結(jié)合第二章所選轎車最大扭矩為 148N M，故選取摩擦片外徑?200mm 作為此次設(shè)計(jì)參數(shù)。則其相關(guān)具體尺寸參數(shù)參考下表：第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定17表 3.6 摩擦片尺寸對照表對照上表可知：取 D=200 時(shí)，可列出 d=140，h=3.5，D/d=0.700 供下面進(jìn)行相關(guān)計(jì)算校核?；氐焦?3—4，帶入上一小節(jié)數(shù)據(jù)計(jì)算可得：=0.25 mpa0p對上述計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核，本次摩擦片選取編制石棉基材料，根據(jù)表 3.3 對比可知符第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定18合設(shè)計(jì)要求。圖 3-1 摩擦片 creo 效果圖3.4 摩擦片約束條件校核3.4.1 摩擦片的基本要求1）工作穩(wěn)定性高，能適應(yīng)各種工況。2）達(dá)到符合要求的強(qiáng)度和耐磨能力。3）盡量小的慣性4）耐高溫5）表面性能好6）使駕駛乘坐舒適性好7）如果長時(shí)間不用后，再次使用不會發(fā)生異常或失靈。3.4.2 約束校核1）外徑 D 的取值必須要保證最大圓周速度在可控范圍內(nèi)，以免發(fā)生異常保證工作穩(wěn)定性：（3—6）代入數(shù)據(jù)校核：????=63.9 m/s2??0+50mm根據(jù)公式：（3—8）=CcTfFZR（3—9）32cr?本次設(shè)計(jì) D/d=0.700 0.6，可以參考下面公式：≥（3—10）代入數(shù)據(jù)可得：85mm????=尺寸業(yè)內(nèi)默認(rèn)盡量選擇大一點(diǎn)的值，有參考公式如下：??0Ro=(0.60~0.75)d/2 （3—11）所以 Ro 取值在： 0.614.751422R???參照上述參考范圍，本次 取值 45，符合設(shè)計(jì)規(guī)范。??05）為了防止發(fā)生過載現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該提前避免此狀況發(fā)生，故應(yīng)該給單位摩擦面積傳遞扭矩 設(shè)置個(gè)上限即許用值 ，公式如下：c0T??0Tc（3—12）??020)(4ccc TdDZ???π Rr?第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定20許用值對號標(biāo)準(zhǔn)參照如下：表 3.7 許用值標(biāo)準(zhǔn)對照表參照上表和上文選值可知本次設(shè)計(jì)許用值 為 0.28c0T對公式 3—12 進(jìn)行計(jì)算校核： c0=.6.28?校核合格。6）為了降低離合器工作時(shí)滑磨產(chǎn)生的熱負(fù)荷，保護(hù)摩擦片，查閱資料，單位壓力校核符合要求0p7）與步驟 5 一致，單位面積滑磨功也需要設(shè)立許用值來降低離合器長時(shí)間工作高溫異常的風(fēng)險(xiǎn)，許用校核公式如下：（3—13）其中 W 為離合器接合一次所做的總滑磨功，其計(jì)算公式可根據(jù) 3—14 公式：（3—14）公式中， 為車的總質(zhì)量（Kg） ；am為輪胎滾動半徑（m） ；r為汽車低速檔傳動比；gi為主減速器傳動比；0i??wdDZWw???)(42π ??????20218π graeimnW第 3 章 離合器主要參數(shù)的確定21查閱參考國家相關(guān)文獻(xiàn)規(guī)定，昂克賽拉屬于乘用車且質(zhì)量為 1259kg，它所對應(yīng)的許用值為 0.40 ，校核滑磨功時(shí)，汽車廠商普遍選擇讓乘用車使用 2000r/min 作為發(fā)動??/m??2機(jī)轉(zhuǎn)速校核數(shù)據(jù)。代入數(shù)據(jù)計(jì)算校核：W=14688 Jw=0.332 [W] = 0.4J/mm22/mJ校核通過。