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离合器设计 青岛理工大学 林荣会 离合器的基本功用 1、汽车起步时，使高速旋转的发动机与静止的传动系平顺接合，确保汽车平稳起步； 2、变速换挡时，切断动力传递，减轻换挡时齿轮间的冲击； 3、传递转矩过大时，通过离合器的滑磨，防止传动系过载（如紧急制动时）。 对离合器的基本要求 1、既能可靠传递最大转矩，又能防止过载； 2、接合平顺、柔和，分离迅速、彻底； 3、性能稳定可靠、使用寿命长； 4、转动惯量要小，并具有一定的吸振、降噪的能力； 5、通风散热性好； 6、结构简单、紧凑，便于制造、维修，方便操作； 7、具有良好的动平衡特性。 压盘的驱动方式 传动片：应用广泛 窗口凸台：BJ2020 传动销：CA1091 五、优化设计 一、离合器基本参数的优化 1 设计变量 　　　后备系数β取决于离合器工作压力F和离合器的主要尺寸参数D和d。单位压力p0也取决于F和D及d。因此，离合器基本参数的优化设计变量选为 　　　　　　　X=[x1 x2 x3 ]T=[ F 　D 　d ]T 2 目标函数 离合器基本参数优化设计追求的目标是在保证离合器性能要求条件下，使其结构尺寸尽可能小，即目标函数为 3 约束条件 1)　摩擦片的外径D(mm)的选取应使最大圆周速度υD不超过65～70m／s，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ 2－8 ） 2)　摩擦片的内外径比c应在0.53～0.70范围内，即　0.53≤c≤0.70 　　　　　 3)　为保证离合器可靠传递转矩，并防止传动系过载，不同车型的β值应在一定范围内，最大范围β为1.2～4.0，即　1.2≤β≤4.0 　　 4)　为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必须大于减振器弹簧位置直径2Ro约50mm，即　 d2Ro+50 5)　为反映离合器传递转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（2－9） 3 约束条件 6)　为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，单位压力p0对于不同车型，根据所用的摩擦材料在一定范围内选取，最大范围p0为0.10～1.50MPa，即 　　　　　　　　　　 0.10MPa≤p0≤1.50MPa 7)　为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤，每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值，即 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ 2－10 ） 　W为汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功(W)，可根据下式计算 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ 2－11） 二、膜片弹簧的优化设计 通过确定一组弹簧的基本参数，使其载荷变形特性满足离合器的使用 性能要求，而且弹簧强度也满足设计要求。 2. 设计变量 通过支承和压盘加在膜片弹簧上的载荷F1集中在支承点处，加载点间 的相对轴向变形为λl(图2—12b)，则有关系式 3. 约束条件 1) 应保证所设计的弹簧工作压紧力F1B与要求压紧力FY相等，即 F1B=FY 2) 为了保证各工作点A、B、C有较合适的位置(A点在凸点M左边，B点在拐点H附近，C点在凹点N附近，如图2-11所示)，应正确选择λ1B相对于拐点λ1H的位置，一般λ1B／λ1H=0.8～1.0，即 6) 为了使摩擦片上的压紧力分布比较均匀，推式膜片弹簧的压盘加载点半径R1(或拉式膜片弹簧的压盘加载点半径r1)应位于摩擦片的平均半径与外半径之间，即 推式：(D+d)／4≤R1≤D／2 拉式：(D+d)／4≤r1≤D／2 7) 根据弹簧结构布置的要求，R1与R、r1与r、rf与r0之差应在一定范围，即 1≤R1-R≤7 0≤r1-r≤6 0≤rf-r0≤4 8) 膜片弹簧的杠杆比应在一定范围内选取，即 推式：2.3≤(r1- rf)／(R1- r1)≤4.5 拉式：3.5≤(R1- rf)／(R1- r1)≤9.0 9) 弹簧在工作过程中B点的最大压应力σrBmax应不超过其许用值，即 σrBmax≤[σrB] 10) 弹簧在工作过程中A＇点(或A点)的最大拉应力σtAmax(或σtAmax)应不超过其相应许用值，即 σtAma