汽车设计作业 - 图文

课程作业

学 期：课程名称：任课教师：班 级：学 号：姓 名：

2012-2013学年第一学期 汽 车 设 计 贾永刚

M09机械设计制造及其自动化(车辆工程2) 0921115005 江晓程

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引言.............................................................................................................................................. 4 1汽车离合器分析 ......................................................................................................................... 5

1．1 离合器的基本组成和分类 ........................................................................................... 6 1．2 离合器的功用 .............................................................................................................. 6 1．3 汽车离合器设计的基本要求 ......................................................................................... 6 2 摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择 .................................................................................... 7

2．1 摩擦片外径及其它尺寸的确定...................................................................................... 7

2．1．1 摩擦片外径D ........................................ 7 2．1．2 摩擦片内径d ......................................... 8 2.1.3 摩擦片厚度h ........................................... 9 2.1.4 校核离合器所选尺寸.................................... 9

3 离合器零件的结构选型及设计计算........................................................................................... 10 3．1 从动盘总成设计 .......................................................................................................... 10

3．2 压盖和离合器盖 .......................................................................................................... 12

3．2．1 压盘设计............................................ 12 3．2．2 离合器盖设计........................................ 14

3．3 离合器分离装置的设计 ................................................................................................ 15

3．3．1 分离杆.............................................. 15 3．3．2 分离轴承及分离套筒.................................. 18

3．4 圆柱螺旋弹簧设计 ....................................................................................................... 19

3．4．1 结构设计要点........................................ 19 3．4．2 弹簧的材料及许用应力................................ 20 3．4．3 弹簧的计算.......................................... 21 3．4．4 离合器的平衡........................................ 24

4.参考文献 ................................................................................................................................. 25

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摘要：汽车离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，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．驾驶员飞可以根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时的分离和断开，使发动机向变速器输入动力：（1）是汽车平稳起步。（2）中断给传动系的动力，配合档位。（3）防止传动系过载。本设计主要针对某轿车设计的离合器。根据车辆使用条件和车辆参数，按着离合器系统的设计步骤和要求，主要进行以下工作；摩擦片外径的确定，离合器后备系数的确定，单位压力的确定。并进行总成设计主要为；分离装置的设计，及从动盘的设计（从动盘毂的设计），及圆柱螺旋弹簧的设计等。

Abstract: the clutch is located in between the engine and transmission of the flywheel crust, screwed the clutch assembly fixed after the flywheel plane, clutch output shaft is gearbox input shaft. In automobile driving process. The driver stepped on the fly can according to need or loosen the clutch, make the engine and transmission temporarily separation and disconnected, make the engine to the transmission input power: (1) is car smooth start. (2) the interrupt to transmission power, cooperate a gear. (3) prevent transmission overload. This design is mainly aimed at a car designed clutch. According to the vehicle use condition and vehicle parameters, according to the clutch system design steps and requirement, mainly for the following work; Friction slices diameter determination, and clutch determination of unit is lengthened, pressure determination. And

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assembly design mainly for, Separation device design, and driven plate design (platen hub design), and the design of cylindrical helical spring etc.

引言

离合器是汽车传动系的重要部件。汽车从启动到行驶的整个过程中，离合器它的作用是使发动机与变速器之问能逐渐接合．从而保证汽车平稳起步；替时切断发动机与变速器之间的联系．以便于换档和减少换档时的冲击：当汽车紧急制动时能起分离作川，防止变速器等传动系统过载，起到一定的保护作用：离合器类似开关．接合或断离动力传递作用，因此．任何形式的汽车都有离合装置，只是形式不同而已。随着科技的飞速发展，特别是液压技术、电子技术在汽车领域的广泛应用，汽车传动系发生了巨大的变化。作为传动系重要组成部件之一的离合器总成，担负着传力、减震和防止系统过载等重要作用。伴随着自动变速器技术及与之相配套的离合器技术的完善，离合器产品不论是性能结构方面还是生产制造方面都发生了很大变化。

1981年，法国人制成了摩擦片式离合器，此后浸在油中工作的湿式多片离合器逐渐取代了锥形离合器，但多片湿式摩擦离合器的片与片之间容易被油粘住，致使离合器分离不彻底，造成换档困难，所以它又逐渐被干式多片离合器取代。多片干式离合器的住要优点是由于接触面多，故接合平顺柔和，保证了汽车的平稳起步；但因片数多，从动部分的转动惯量大，还是感到换档不够容易 。另外，中间压盘的通风散热不良，容易引起过热，加快了离合器的磨损，甚至烧

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伤和碎裂，如果调整不当还可能引起离合器分离不彻底。

随着汽车运输业的发展，离合器还要在原有的基础上不断提高改进，一适应新的使用条件。从国外的发展动向来看，近年来车辆在性能上向高速发展，发动机的功率和转速不断提高，载货汽车趋于大型化，国内也有类似情况。此外，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，人们对离合器的要求越来越高，离合器的使用条件也越来越苛刻。从提高离合器性能的角度出发，传统推式膜片弹簧离合器的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作，已成为离合器目前发展趋势。

在离合器的操纵机构中，由于重型和中型汽车的离合器压紧弹簧的压紧力很大，人们又采取各种助力装置来减轻驾驶员的劳动强度，如日本产TKL20型重型汽车采用弹簧助力；红岩CQ261和北京BJ370等重型车采用气压助力等

1汽车离合器分析

1．1 离合器的基本组成和分类

离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，它的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行使过程中，驾驶员可根据需要踩下离合器或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离或逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。其构造如图1－1所示，一般由主动部分（飞轮、离合器盖、压盘）、从动部分（从动盘）、压紧机构（压紧弹簧）、分离机构（分离拉杆、分离叉、分离套筒、分离轴承、分离杠杆等）和操纵机构

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（离合器踏板）五大部分组成。

摩擦离合器按从动盘的数目分为：单片离合器和双片离合器；按压紧弹簧的结构形式分为：螺旋弹簧离合器和膜片弹簧离合器。

1．2 离合器的功用

离合器的主要功能是切断和实现对传动系的动力传递。其主要作用： 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。

1．3 汽车离合器设计的基本要求

在设计离合器时，应根据车型的类别，使用要求制造条件以及“三化”（系列化，通用化，标准化）要求等，合理选择离合器的结构。

在离合器的结构设计时必须综合考虑以下几点：

①.在任何行驶条件下，既能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止过载。

②.接合时要完全、平顺、柔和，保证起初起步时没有抖动和冲击。 ③.分离时要迅速、彻底。

④.从动部分转动惯量要小，以减轻换档时变速器齿轮间的冲击，便于换档和减小同步器的磨损。

⑤.应有足够的吸热能力和良好的通风效果，以保证工作温度不致过高，

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延长寿命。

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.操纵方便、准确，以减少驾驶员的疲劳。

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.具有足够的强度和良好的动平衡，一保证其工作可靠、使用寿命长。 ⑩.结构应简单、紧凑，制造工艺性好，维修、调整方便等。

2 摩擦离合器基本结构尺寸、参数的选择

2．1 摩擦片外径及其它尺寸的确定

2．1．1 摩擦片外径D

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的关系。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Tmax（N· m）来选定D时，可根据公式

D?100TemaxA (2-1)

式中D——摩擦片外径，mm

Tmax——发动机最大转矩，N· m

A——和车型及使用情况有关的系数，小轿车A＝47；一般载货汽车A＝36（单片）或A＝50（双片），取A＝47

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D?100TemaxA?10015047?178.6mm

按照我国摩擦片尺寸标准，由表2－1最终选定摩擦片的尺寸为D＝180 mm。

2．1．2 摩擦片内径

摩擦片的内径d不作为一个独立的参数，它和外径D有一定的关系，用比值C?来反映，定义为 错 (2-2)

按照我国离合器摩擦片尺寸系列标准（见表2-1），最后选定摩擦片的尺寸为D=180mm，d=125mm， c=0.694

表2－1离合器尺寸系列和参数

外径D/mm 误！未找到引用源。

内径d/mm 厚度h/mm 内外径之比C’ 0.687 0.694 0.700 0.667 0.620 0.589 0.583 0.585 0.557 单位面积A/mm2 160 180 200 225 250 280 300 325 350 110 125 140 150 155 165 175 190 195 3.2 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4 10600 13200 16000 22100 30200 40200 46600 54600 67800 8

380 205 4 0.540 72900 2.1.3 摩擦片厚度h

对摩擦片的厚度h，我国已规定了3种规格：3.2 mm，3.5 mm和4 mm。根据离合器摩擦片的尺寸系列和参数表2－1，取厚度h＝3.5 mm。

综上所述，选取摩擦片外径D＝180 mm，内径d＝125 mm，厚度h＝3.5 mm，错误！未找到引用源。＝0.694.

2.1.4 校核离合器所选尺寸

离合器尺寸的校核可用如下公式

错误！未找到引用源。 （2－3） 式中 D——摩擦片外径，mm； d——摩擦片内径，mm； p——单位压力，MPa；

Z——摩擦片工作面数，单片为2，双片为3； 错误！未找到引用源。——发动机最大转矩，N· m； 错误！未找到引用源。——离合器后备系数； TC——离合器的转矩容量，N· m。

后备系数错误！未找到引用源。是离合器一个重要的设计参数，它反映了离合器传递发动机最大转矩的可靠程度。在选择错误！未找到引用源。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，在选择错误！未找到引用源。时应考虑以下几点：

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1) 为可靠传递发动机最大转矩，错误！未找到引用源。不宜选

取太小；

2)

为减少传动系过载，保证操纵轻便，错误！未找到引用源。

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，错误！未找到引

用源。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，错误！

未找到引用源。应选取大些；

5) 6)

汽车总质量越大，错误！未找到引用源。也应选得越大； 发动机缸数越多，转矩波动越小，错误！未找到引用源。可

选取小些；

7)

螺旋弹簧离合器选取错误！未找到引用源。值可比膜片弹簧

离合器大些；

8) 9)

双片离合器的错误！未找到引用源。应大于单片离合器； 不同车型的错误！未找到引用源。值应在一定范围内，最大

范围错误！未找到引用源。为1.2～4.0.

综上所述，由于采用的是螺旋弹簧，基本上在公路上行使，取错误！未找到引用源。＝1.2，系数错误！未找到引用源。＝0.25，p＝0.3，内径d＝125mm，代入（2－3）得：

D=180mm在容许范围之内，认为所选离合器的尺寸、基本参数合适。

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3 离合器零件的结构选型及设计计算

3．1 从动盘总成

从动盘总成主要由摩擦片、从动片、减振器和从动盘毂等组成。从动盘对离合器工作性能影响很大，应满足如下设计要求：

1)转动惯量应尽量小，以减小变速器换挡时轮齿间的冲击。

2)应具有轴向弹性，使离合器接合平顺，便于起步，而且使摩擦面压力均匀，减小磨损。

3)应装扭转减振器，以避免传动系共振，并缓和冲击。

摩擦面片采用有机材料。

采用带扭转减振器的从动盘（整体式弹性从动片），从动片通常用1.3～2.0mm厚的钢板冲压而成。将其外缘的盘形部分磨薄至0.65～1.0mm，以减小其转动惯量。整体式弹性从动片一般用高碳钢（如50）或65Mn钢板，热处理硬度38～48HRC。

从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它装在变速器输入轴前端的花键上，一般采用齿侧定心的矩形花键，花键轴与孔采用动配合。

从动盘毂轴向长度不宜过小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底，一般取1.0～1.4倍的花键轴直径。从动盘毂一般采用锻钢(如45，40Cr等)，表面和心部硬度一般在26～32HRC。为提高花键内孔表面硬度和耐磨性，可采用镀铬工艺，对减振弹簧窗口及与从动片配合处应进行高频处理。

减振弹簧常采用60Si2MnA、50CrVA、65Mn等弹簧钢丝。

花键的结构尺寸可根据从动盘外径和发动机转矩按国标GB1144—1974选取。 表4-1 所选从动盘毂花键参数

从动盘外花键齿数 径 n D/mm 180 10 26 21 3 20 11.8 D′/mm d′/mm b/mm l/mm 花键外径 花键内径 齿厚 有效齿长 挤压应力 ? 花键尺寸选定后应进行强度校核。由于花键损坏的主要形式是由于表面受挤压过大而破坏，所以花键要进行挤压应力计算，当应力偏大时可适当增加花键毂

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的轴向长度。

挤压应力计算公式： ?挤压

=

Pnhl（MPa） （4.1）

式中，P为花键的齿侧面压力，N。它由下式确定： 花键的齿侧面压力P?4Temax(D'?d')Z

式中，d′，D′分别为花键的内外径，m；

Z为从动盘毂的数目；

Temax为发动机最大转矩，N·m； n为花键齿数；

h为花键齿工作高度，m；h?l为花键有效长度，m。 则P?4Temax(D'?d')Z?4?150(0.026?0.021)?11276610?[(0.026?0.021)/2]?0.020?12766N

12(D??d?)

故?挤压

=

Pnhl??25.532MPa<[?挤压

]=30MPa

3．2 压盖和离合器盖

3．2．1 压盘设计

1.压盘传力方式选择

采用传力片的传力方式，由弹簧钢带制成的传力片的一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上。传动片的作用是在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转，分离时，又可利用它的弹性来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。由于各传动片沿圆周切向均匀分布，简化了压盘结构，降低了对装配精度的要求，还有利于压盘的对中性和离合器的平衡。

2.压盘几何尺寸的确定

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初步确定压盘外径为200mm,内径为120mm，厚度为15mm，材料为灰铸铁HT200铸成，硬度为HB170～227。

压盘设计时，在初步确定压盘厚度以后，应校核离合器接合一次时的温升，它不应超过8～10℃。若温升过高，可适当增加压盘的厚度。

校核计算公式： τ=（4.2）

式中，?——温升，℃；

W——滑磨功，N·m；

γ——分配到压盘上的滑磨功所占的百分比，单片离合器压盘γ=0.50。 c——压盘的比热容，铸铁压盘 c=544.28J/(kg·K)； m压盘——压盘质量，kg。 压盘质量 m压盘=π[(取 m压盘=2.5kg

整备质量 ma=1220 Kg，滚动半径 R=0.28 m，汽车起步时发动机转速ne=2000 r/min，主减速器传动比 i0=4.444，变速器最大传动比 ig=3.455。 滑磨功W??nemaR1800i0ig?2222γWcm压盘

2002)2

－(1202)2

]×15×10-9×7.83×103=2.36kg

2?3.14?2000?1220?0.281800?4.444?3.45522222?8885J

温升 τ=γWcm压盘0.5?8885544.28?2.5?3.26℃?[?]=8℃

所以压盘设计合理。 3.传力片的设计及强度校核

初定离合器压盘传力片的设计参数：

设3组传力片（i=4），每组4片（n=4），传力片的几何尺寸为：宽度b=15mm；厚度h=0.5mm；传力片上两孔之间距离l=40mm；孔的直径d=5mm；传动片切向布置，圆周半径R=80mm；传力片材料的弹性模量E?2?105MPa。

(1)计算传力片的有效长度l1:

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l1?l?1.5d?40?1.5?5?32.5mm

(2)计算传力片的弯曲总刚度:

12EJxnil1312?2?10??51K??12332.5?1000?15?0.5?4?4?0.17MN/m3

(3) 根据上述分析，计算以下3种工况的最大驱动应力及传力片的最小分离力：

①

彻

底

分

离

时

，

?max?3fmaxEhl13?6TemaxfmaxinRbh2?TemaxinRbh

（4.3）

按照设计要求，f?0,Te?0,由上述公式可知??0。

②压盘和离合器盖组装成总成时,Te?0,通过分析计算可知fmax?3.8mm 计算最大应力?max?3fmaxEhl12?3?3.8?2?10?0.532.525?1079MPa

③离合器传扭时，分正向驱动（发动机向车轮）和反向驱动（车轮向发动

机），fmax出现在离合器摩擦片磨损到极限状况时，通过尺寸链计算可知

fmax=2.4mm

（Ⅰ）正向驱动：

?max??3fmaxEhl13?56TemaxfmaxinRbh?2?TemaxinRbh23?2.4?2?10?0.532.526?150?2.4?10004?4?80?15?0.5?150?10004?4?80?15?0.5

?247.2MPa（Ⅱ）反向驱动：

?max??3fmaxEhl13?56TemaxfmaxinRbh?2?TemaxinRbh23?2.4?2?10?0.532.526?150?2.4?10004?4?80?15?0.5?150?10004?4?80?15?0.5

?1116MPa 可见反向驱动最危险，由于在取计算载荷时比较保守，明显偏大，因此传

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力片的许用应力可取其屈服极限。故传力片材料选择80号钢。

④传力片的最小分离力（弹性恢复力）发生在新装离合器的时候，从动盘尚未磨损，离合器在接合状态下的弹性弯曲变形量此时最小，根据设计图纸确定f=0.87mm。传力片的弯曲总刚度K??0.17MN/m，当f=0.87mm时，其弹性恢复力为

F弹=K??f?0.17?10?087?1000?147.9N

6认为合理。

3．2．2 离合器盖设计

离合器盖与飞轮用螺栓固定在一起，通过它传递发动机的一部分转矩给压盘。此外它还是离合器压紧弹簧和分离杆的支承壳体。在设计时应特别注意以下几个问题：

① 刚度问题

离合器分离杆支承在离合器盖上，如果盖的风度不够，则当离合器分享时，可能会使盖产生较大的变形，这样就会降低离合器操纵部分的传动效率，严重时可能导致分享不彻底，引起摩擦片的早期磨损，还会造成变速器换档困难。

② 通风散热

为了加强离合器的冷却，离合器盖上必须开许多通风窗口。 ③ 对中问题

离合器盖内装有压盘、分离杆、压紧弹簧等零件，因此它相对发动机飞轮曲轴中心线必须要有良好的定心对中，否则会破坏系统整体的平衡，严重影响离合器的正常工作。

对中方式常用的有以下两种：一是用止口对中，铸造的离合器盖以外圆与飞轮上的内圆止口对中。二是用定位销或定位螺栓对中。

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3．3 离合器分离装置的设计

3．3．1 分离杆

1）分离杆结构型式的选择

在离合器分离和接合的过程中，踏板与压盘之间的运动联系最后的环节为分离杆。周布螺旋弹簧离合器的分离杆数目一般采用3～6个。分离杆的结构型式与压紧弹簧的类型有着密切的关系。本次设计选用的是周布弹簧离合器，采用6个分离杆。

在沿圆周分布的圆柱螺旋弹簧离合器中常见的分离杆结构有以下几种类型，如图3-2所示。

图3－2 分离杆结构

图3-2（a）是锻造后经加工制成的。与图中其他三种结构相比，它的加工量最大，结构也比较复杂。

图3-2（b）所示是一些重型汽车上采用的结构。分离杆也是锻制的。由于铰链处全部采用了滚针轴承，因此具有摩擦损失小、传动效率高的优点。另外它的调整螺母在离合器上，所以调整也比较方便。

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图3-2（c）中，分离杆由钢板冲压而成，加工比较简单，而且调整螺钉在分离杆外端，调整也比较方便。

图3-2（d）所示的是中小型汽车上采用的结构。这种被称为摆动块式的分离杆也是由钢板冲压而成的，结构简单。分离杆在压盘上的支承方式也很简单。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。

综上所述，根据经验、参照同类产品，选择图3-2（c）所示的分离杆结构，由低碳钢板（08钢板）冲压而成。

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

在分离离合器时，分离杆要承受很大的力，如果刚度不够，会引起较大的变形，这不仅要降低离合器操纵机构的传动效率，甚至还可能出现离合器分离不彻底。因此在结构设计时，一定要设法增加分离杆的刚度，提高其抗弯曲的能力，以减少在受力时的变形。从图2-2所列举的结构中可以看到，分离杆都有加强筋。

② 分离杆的铰接处应避免运动上的干涉

分离离合器时，压盘沿其轴线做平行移动，分离杆与压盘的铰接点也跟着压盘一起平移。与此同时，这个铰接点还必须绕分离杆的中间支点作圆弧运动。显然，同一个点同时做两种运动是不可能的，这就是所说的运动干涉现象。为了避免这种运动干涉，保证离合器能顺利分离，在分离杆铰接处的结构上必须采取相应的措施。

在图2-2（c）结构中，分离杆的支撑叉与离合器的连接处采用了带球面的调整螺母，而且支撑叉与离合器盖的孔之间还留有间隙。与图2-2（b）相比，

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其活动支点不在中间而是在分离杆外端与压盘的铰接处。这样，在离合器分离时，支撑叉可在离合器盖的孔中摆动，以避免分离杆的运动干涉。

③ 分离杆内端的高度可以调整

为了保证在离合器分离时分离轴承能同时压紧所有的分离杆，使每个分离杆的受力均衡，并使压盘不致产生歪斜，造成离合器分离不彻底和结合过程中离合器的抖动现象，要求各分离杆的内端必须在平行于压盘的同一平面上（其高度差一般不超过0.2mm）。

为了达到这个要求，分离杆在结构上都有相应的调整环节，我们是通过调整分离杆外端的高度来实现的。

④ 分离杆的铰接处应采用滚针轴承或刀口支撑

为了减少磨损和提高效率，分离杆的铰接处应采用滚针轴承或刀口支撑。

3．3．2 分离轴承及分离套筒

分离轴承在工作中主要承受轴向力。在分离离合器时，犹豫分离轴承的旋转，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径向推力轴承和推力轴承两种。径向推力类适用于高速、第轴向负荷的情况，而推力类则适用低速、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轴承。

在以往的设计中，分离轴承在内圈通常压配在铸造的分离套筒上，而分离套筒则装在变速器第一轴轴承盖套管外轴颈上，可以自由移动，分离离合器时轴承内座圈不动，外座圈旋转。在离合器处于结合状态时，分离轴承的端面与分离杆的内端之间应留有间隙错误！未找到引用源。＝3～4mm ，以备在摩擦片磨损的

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情况下，分离杆内端后退而不致妨碍压盘继续压紧摩擦片，以保证可靠地传递发动机转矩。这个间隙反映在踏板上为一段自由行程。现在离合器操纵中常装有间隙自动调整装置，则错误！未找到引用源。＝0，踏板自由行程可减小。

因此，根据经验、参照同类产品，选取角接触球轴承，它能同时承受径向、轴向联合载荷，公称接触角越大，轴向载荷能力也越大。离合器分离轴承型号为：7011AC（??25?），外形尺寸为：内径D=55mm，外径D=90mm，宽度B=18mm。

轴承套筒座是用尼龙和玻璃纤维材料模压成形，为例减轻摩擦磨损，制作时在套筒座中加有1%的二硫化钼，起着自润滑作用。套筒座的内孔开有矩形键槽，目的是减少滑动阻力，减缓来自变速器轴承盖套筒的振动，同时也起到通风散热和导屑的作用。

分离套筒上开有用来注润滑油的缺口，而在离合器壳上装有注油杯，并用软管（或硬管）通到分离套筒的缺口处，在分离套筒内还有一定的空间供储存润滑油。为例保存润滑油并防止它飞溅到离合器摩擦片上，分离轴承外圈包有薄钢板冲压成的防护罩。

3．4 圆柱螺旋弹簧设计

3．4．1 结构设计要点

压紧弹簧沿着离合器压盘圆周布置时，通常都用圆柱螺旋弹簧。螺旋弹簧的两端拼紧并磨平，这样就可使弹簧的两端支撑面较大，各圈受力均匀，且弹簧的垂直度偏差较小。为了保证离合器摩擦片上有均匀的压紧力，螺旋弹簧的数目一般不得少于6个，而且应该随摩擦片外径的增大而增加弹簧的数目。此外，在布置圆柱弹簧时，要注意分离杆的数目，使弹簧均匀布于分离杆之间。因此，弹簧

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的数目Z应该是分离杆n的倍数，即

Z?m?n

式中m——为任意正整数。

在设计圆柱螺旋弹簧时，应根据摩擦片D，选定弹簧的数目Z，并根据离合器工作总压力，确定每个弹簧的工作压力P：

P?P?Z

式中错误！未找到引用源。——工作总压力，N；

Z——离合器压簧的数目。

摩擦片外径为180mm时，周布圆柱螺旋弹簧的数目一般为6个，故取Z=6. 设计上，每一个周布圆柱螺旋弹簧的工作压力P应不超过1000N 。 周布压紧弹簧的外径通常限制在27～40mm之间。这样，便于把同样的压簧装在不同尺寸的离合器上。有的离合器厂，有时还把用得较多的一些弹簧的工作高度做成相同的尺寸，而用改变钢丝直径和工作圈数的办法，以获得弹簧不同压紧力，有利于压簧在不同的离合器上通用。

3．4．2 弹簧的材料及许用应力

离合器周布螺旋弹簧的钢丝直径一般在4mm左右，由于其直径不大，周围环境的工作温度特也在正常范围之内，所以弹簧的材料大都选用65Mn钢或碳素弹簧钢。碳素弹簧钢的特点是：价格低廉，原材料来源方便，钢中杂质较少，在相同表面状态及热处理条件下，它的疲劳性能他也不低于合金钢弹簧。锰弹簧钢与碳素弹簧钢比较，优点是：淬性好和强度高，脱碳倾向小，虽然它有过热敏感性和回火脆性的缺点，但锰弹簧钢价格便宜，原材料易得，故很适合于做离合器弹

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簧。

弹簧材料的许用应力[t]必须按照弹簧的工作特点来确定。 一般弹簧按工作特点及所受负荷的类型可分为3类 : 1类：受动载荷的弹簧；

2类：受静负荷或负荷均匀增加的弹簧； 3类：不重要的弹簧。

由于弹簧的许用应力受材料、负荷特点、制造工艺等因素的影响，因此要根据具体情况规定许用应力值。对于汽车离合器的压簧来说其符合状况介于1类和2类之间，按照目前我国的工艺条件，一般推荐其许用应力[?]为800Mpa左右。 离合器的压簧由于其簧丝直径较小，可用冷卷法制成，卷成后一般不再淬火处理，只需要低温回火以消除内应力

3．4．3 弹簧的计算

已知摩擦片外径D=180mm，压紧弹簧的数目Z=6，离合器的总压紧

P=5925.8N。弹簧的相关计算如下： 1）工作总压力

?p?p0?F?p0?（D-d）4223.14?（180-125）?0.41??5925.84

222）每一个弹簧的工作压力

P?P?Z?5825.86?987.6N

材料选用65Mn钢

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3）弹簧丝直径

错误！未找到引用源。

(3-14)

式中，P=785N，初选弹簧指数（旋绕比）姐姐C=6，曲度系数K?=1.15，选[?]=800Mpa，代入上式得

987.6?1.15?6800?4.7mm

d1?1.6取钢丝标准直径

错误！未找到引用源。=5.0mm 4）由结构上确定弹簧的外径

D1=35mm

5）弹簧中径

D01?D1?d1 因此 D01?35?5.0?30mm 6）弹簧指数（旋绕比）

C?D01d1

305?6

因此 C?根据标准圆整为6. 7）实际的工作应力

??8PCK??d21

因此

22

??8?987.6?6?1.153.14?5?102?6?694.4MPa

初选弹簧刚度K=40N/mm 8）弹簧的工作圈数

i?Gd1348D01K

式中，G——材料的剪切弹性模数，对于碳钢：

G?8.0?10~8.3?10MPa 。

43?1?取i=6.5 圈。 9）弹簧的实际刚度

K?Gd148Di301?Pmax?P?f (3-19)

对于离合器压簧来说，希望K尽量小，一般K=20~45N/mm。 因此K?10）弹簧的总圈数

n?i?1.5 （3-20）

8.3?10?53448?30?6.5?36.95N/mm

汽车离合器上一般采用n?i?1.5,即每端3/4圈拧紧，并把端部钢丝磨薄至直径1/4.

因此 n=6.5+1.5=8圈 11）弹簧的工作变形

f?PK （3-21）

因此

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f?987.636.95?26.7mm

12）弹簧的附加变形量

弹簧的附加变形量即为压盘的分离行程，对于单片离合器F =1.5~2.5；对于双片离合器?f=1.5～3.0。

因此取?f=2.1mm。 13）弹簧的自由高度

H0?(n?0.5)d1?f??f?i? （3-22）

式中，弹簧最大负荷时的间隙?=0.5～1.5 mm。 因此 H0??8?0.5??5?26.7?2.1?6.5?0.7?70.85mm 14）弹簧的工作高度

H?H0?f

因此 H=70.85-26.7=44.15mm 15）弹簧的最大负荷

Pmax?K?f?P

因此 Pmax?36.95?2.1?987.6?1065.2N

Pmax为离合器彻底分离时的弹簧最大负荷，一般规定校核离合器分离时弹簧

的最大负荷 Pmax??1.15～1.20?P

Pmax较P增加了，

PmaxP?1065.2987.6?1.07

因此符合规定要求。

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3．4．4 离合器的平衡

为了保证离合器工作的平衡性，离合器的旋转零件和总成均进行静平衡，这对告诉发动机来说尤为重要。

压盘单件的平衡精度不低于15～20g·cm 从动盘总成的平衡度不低于35g·cm 离合器压盘的平衡精度不低于30～70g·cm

消除不平衡的办法：可在相应零件上钻孔（如在压盘的弹簧导向座上钻孔；或在压盘外圆上钻孔等），或加平衡块（一般加在从动盘上）。

离合器总成与飞轮的相应位置靠定位销来保证，最后还必须对离合器总成与曲轴飞轮一体进行动平衡。

4.参考文献

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/twb.html