单片推式膜片弹簧离合器盖设计说明书
学院：汽车与交通工程学院
班级：车辆 0806
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2012年3月1日
目录
一.设计任务 (3)
二.离合器盖的介绍及实物图示 (4)
三.离合器基本参数及尺寸选择 (8)
1 离合器后备系数β的确定 (9)
2单位压力0p的确定及其他参数确定 (10)
3摩擦片外径D、内径d (11)
四. 离合器盖设计的相关注意问题 (12)
五. 参考文献 (13)
一．设计任务
根据朱老师给定的如上表格，我们组选择：
货车类 4.751L 排量 发动机转矩max 390e T N m =⋅
最大转矩时发动机转速14001600/min n r =
通过查阅参考资料补充数据：
满载总质量9290a m kg =
驱动桥主减速比0 6.33i =
变速器一档速比17.31i =
驱动轮滚动半径482.6r R mm =
第一节离合器盖总成
膜片弹簧离合总成由膜片弹簧、离合器盖、压盘、传动片和分离轴承总成等部分组成。

离合器盖一般为120°或90°旋转对称的板壳冲压结构，通过螺栓与飞轮联结在一起。

目前，汽车上广泛采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器，称为膜片弹簧离合器[4]。

离合器盖如下图中1所示。

图1-2膜片离合器盖总成零件分解
1、离合器盖
2、4、支撑环
3、膜片弹簧 5、压盘 6、铆钉 7、支
撑铆钉
离合器盖结构简图如下：
图2-1 膜片弹簧离合器结构简图
1,3-平头铆钉 2-传动片 4-支承环 5-膜片弹簧 6-支承铆钉
7-离合器压盘 8-离合器盖
如下为离合器实物图片：
注：离合器盖总成（离合器盖，压盘，膜片弹簧均未拆分）
俯视图
注：图中9段圆弧凹槽用来做上支撑环的作用，同时加强了离合器盖的结构刚度。

本设计中使用双支撑环，顾略去此结构。

侧视图
注：在汽车的使用过程中，驾驶员操纵离合器的次数是很多的，这就导致离合器中由于摩擦面间频繁地相对滑磨而产生大量的热量。

离合器接合越柔和，产生的热量越大。

这些热量如不及时地散发出去，对离合器的工作将产生严重影响，因此在侧面多出开孔以便散发摩擦产生的热量。

3 离合器基本参数及尺寸选择
摩擦离合器是靠摩擦表面间的摩擦力矩来传递发动机转矩的。

离合器的静摩擦力矩根据摩擦定律可以表示为
c c fFZR T = （ a ） 式中，c T 为静摩擦力矩；f 为摩擦面间的静摩擦因数，计算时一般取0.25~0.30；F 为压盘施加在摩擦面上的工作压力；c R 为摩擦片的平均摩擦半径；Z 为摩擦面数，是从动盘数目的两倍。

在该设计中，f 取0.3，Z 取2。

假设摩擦片上工作压力均匀，则有
F=4/)(2200d D p A p -=π （ b ）
0p ：摩擦面单位压力 A ：摩擦面的面积 D ：摩擦片外径 d ：摩擦片内径 摩擦片的平均摩擦半径c R 根据压力均匀的假设，可以表示为
c R = )(3/)(2233
d D d D -- （ c ） 当d/D ≥0.6时，c R 可相当准确地由下式计算
c R =（D+
d ）/4 （ d ） 将式（ b ）、式（ c ）代入式 （ a ）得
12/)1(330c D fZp T c -=π （ e ） 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
c T 应该大于发动机最大转矩，即
c T =βT max e （ f ） 式中，T max e 为发动机的最大转矩；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。

离合器的基本参数主要有性能参数β和0p ，尺寸参数D 和d 以及摩擦片厚度b 。

3.1 离合器后备系数β的确定
后备系数β是离合器设计时用到的一个重要参数，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，应该考虑到以下几点：
(1)摩擦片在使用中磨损后，离合器还应能可靠地传递发动机最大转矩。

(2)要防止离合器滑磨过大。

(3)要能防止传动系过载。

显然，为可靠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；为使离合器尺寸不致过大，减少传动系过载，保证操纵轻便，β不宜选取太大；当发动机后备功率较大、使用条件较好时，β可选取小些；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应选取大些；货车总质量越大，β也应该选取得越大；采用柴油机时，由于工作比较粗暴，转矩较不平稳，选取的β值应比汽油机大些；发动机缸数越多，转矩波动越小，β可选取小些；膜片弹簧离合器由于摩擦片磨损后压力保持较稳定，选取的β值可比螺旋弹簧离合器小些；双片离合器的β值应该大于单片离合器。

各类汽车β值的取值范围通常为：
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=1.80~4.00
本设计中选取
=2.0
3.2 单位压力0p 的确定
单位压力0p 对离合器工作性能和使用寿命有很大影响，选取时应该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，0p 应该取小些；当摩擦片外径较大时，为了降低摩擦片外缘处的热负荷，0p 应该取小些；后备系数较大时，可以适当增加0p 。

当摩擦片采用不同材料时，0p 按下列范围选取：
石棉基材料 0p =0.10~0.35MPa 粉末冶金材料 0p =0.35~0.60MPa 金属陶瓷材料 0p =0.70~1.50MPa 在该设计中0p 取0.20MPa 。

3.3其他参数确定
根据参考资料中提到的推荐取值： 摩擦材料的摩擦因数=0.3f 摩擦片单位压力0=0.2p
=
0.6d
c D =
2Z =
3.4 摩擦片外径D 、内径d
磨擦片外径是离合器的基本尺寸,它关系到离散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，就需要有大的尺寸。

发动机转矩是重要的参数，当按发动机的最大转矩max e T （N ·m ）来选定D 时，有下列公式，可作参考：
摩擦片的外径
317D mm =
=
圆整得325D mm = 查表得：
表3.1 离合器摩擦片尺寸系列和参数（即GB1457—74）
摩擦片的内径190d mm = 摩擦片的厚度 3.5t mm = 摩擦片单面面积2
54604.8a mm =
四离合器盖设计的注意问题
离合器盖一般都与飞轮固定在一起，通过它传递发动机的一部分转矩。

此外，它还是离合器压紧弹簧和分离杠杆的支承壳体。

因此，在设计中应注意以下几个问题：
（1）离合器的刚度问题
离合器分离杠杆支承在离合器盖上，如果盖的刚度不够，即当离合器分离时，可能会使盖产生较大的变形，这样就会降低离合器操纵机构的传动效率，严重时还可能造成离合器分离不彻底，引起摩擦片的早期磨损，还会造成变速器的换档困难。

因此为了减轻重量和增加刚度，该离合器盖采用厚度约为6㎜的低碳钢板（如08钢板）冲压成带加强筋和卷边的复杂形状。

（2）离合器的通风散热问题
为了加强离合器的冷却离合器盖必须开有许多通风窗口，通常在离合器压紧弹簧座处开有通风窗口。

（3）离合器的对中问题
离合器盖内装有分离杠杆、压盘、压紧弹簧等重要零件，因此它相对与飞轮必须有良好的对中，否则会破坏离合器的平衡，严重影响离合器的工作。

离合器盖的对中方式有两种，一种是用止口对中，另一种是用定位销或定位螺栓对中，本设计选用的是定位销或定位螺栓对中，因而离合器盖上开有3个定位作用的定位销空.
五参考文献
1.王望予-汽车设计第4版-北京：机械工业出版社 2011年
2.宋宝玉-简明机械设计手册–哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社
2008.8
3.徐石安，江发潮-汽车离合器–北京：清华大学出版社 2005.8
4.王国权龚国庆-汽车设计课程设计指导书 -北京：机械工业出版
社 2009年。