佳木斯大学机械工程学院---12级车辆工程专业课程设计
汽车行驶过程中，经常换用不同的变速箱档位，以适应不断变化的行驶条件。如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离，那么变速箱中啮合的传力齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿面间的压力很大而难于分开。另一对待啮合齿轮会因二者圆周速度不等而难于啮合。即使强行进入啮合也会产生很大的齿端冲击，容易损坏机件。利用离合器使发动机和变速箱暂时分离后进行换档，则原来啮合的一对齿轮因载荷卸除，啮合面间的压力大大减小，就容易分开。而待啮合的另一对齿轮，由于主动齿轮与发动机分开后转动惯量很小，采用合适的换档动作就能使待啮合的齿轮圆周速度相等或接近相等，从而避免或减轻齿轮间的冲击。
（3）防止传动系过载
汽车紧急制动时，车轮突然急剧降速，而与发动机相连的传动系由于旋转的惯性，仍保持原有转速，这往往会在传动系统中产生远大于发动机转矩的惯性矩，使传动系的零件容易损坏。由于离合器是靠摩擦力来传递转矩的，所以当传动系内载荷超过摩擦力所能传递的转矩时，离合器的主、从动部分就会自动打滑，因而起到了防止传动系过载的作用。
1.3 离合器的工作原理
（1）压盘和盖总成未与飞轮紧固状态
当离合器盖未固定到飞轮上时，此时离合器盖与飞轮的安装面有一个距离L，膜片弹簧不受力，处于自由状态，因此，压盘和从动片没有受到轴向压力，故发动机的扭矩无法传递到变速器输入轴（见图1-a）。
（2）离合器接合状态
当离合器盖紧压在飞轮的端面上，钢丝支承圈压膜片弹簧使之弹性变形，膜片弹簧对压盘产生压紧力，从动盘被夹紧在压盘与飞轮之间，发动机的扭矩可以传递到变速器输入轴（见图1-b）。
（3）离合器分离状态
踩下踏板，通过操纵机构使分离轴承左移，则膜片弹簧以钢丝支承圈为支点转动，压盘的压紧力被解除。同时，压盘在已处于弹性变形的三组传动片和分离钩的向后拉力共同作用下被拉离从动盘，从动盘被松开，离合器处于分离状态。此时，仅离合器主动
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部分随发动机旋转，而离合器从动盘不旋转，发动机的扭矩不能传递到变速器输入轴 （见图1-c）。
a）离合器主动部分与飞轮紧固状态
b）离合器接合状态
c）离合器分离状态
图1 离合器工作原理
1.4 膜片弹簧离合器的结构及其优点
1.4.1 膜片弹簧离合器的结构
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。
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（1）离合器盖
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。离合器盖是离合器中结构形状比较复杂的承载构件，压紧弹簧的压紧力最终都要由它来承受。 （2）膜片弹簧
膜片弹簧是离合器中重要的压紧元件，在其内孔圆周表面上开有许多均布的长径向槽，在槽的根部制成较大的长圆形或矩形窗孔，可以穿过支承铆钉，这部分称之为分离指；从窗孔底部至弹簧外圆周的部分形状像一个无底宽边碟子，其截面为截圆锥形，称之为碟簧部分。 （3）压盘
压盘的结构一般是环形盘状铸件，离合器通过压盘与发动机紧密相连。压盘靠近外圆周处有断续的环状支承凸台，最外缘均布有三个或四个传力凸耳。 （4）传动片
离合器接合时，飞轮驱动离合器盖带动压盘一起转动，并通过压盘与从动盘摩擦片之间的摩擦力使从动盘转动；在离合器分离时，压盘相对于离合器盖作自由轴向移动，使从动盘松开。这些动作均由传动片完成。传动片的两端分别与离合器盖和压盘以铆钉或螺栓联接，一般采用周向布置。在离合器接合时，离合器盖通过它来驱动压盘共同旋转；在离合器分离时，可利用它的弹性恢复力来牵动压盘轴向分离并使操纵力减小。 （5）分离轴承总成
分离轴承总成由分离轴承、分离套筒等组成。分离轴承在工作时主要承受轴向分离力，同时还承受在高速旋转时离心力作用下的径向力。目前国产的汽车中多使用角接触推力球轴承，采用全密封结构和高温铿基润滑脂，其端面形状与分离指舌尖部形状相配合，舌尖部为平面时采用球形端面，舌尖部为弧形面时采用平端面或凹弧形端面。
1.4.2 膜片弹簧离合器的优点
膜片弹簧离合器与其他形式离合器相比，具有一系列优点： （1）膜片弹簧离合器具有较理想的非线性弹性特性；
（2）膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，结构简单、紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；
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（3）高速旋转时，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；
（4）膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，使压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀；
（5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长； （6）膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。
第二章 主要零部件的结构设计要求
2.1 摩擦片的设计要求
摩擦系数稳定、工作温度、单位压力的变化对其影响要小，有足够的机械强度和耐磨性；热稳定性好，磨合性好，密度小；有利于结合平顺，长期停放离合器摩擦片不会粘着现象的。综上所述，选择石棉基材料。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉织物、粘结剂（树脂或硅胶）和特种添加剂热压制成，其摩擦系数为0.25～0.3，密度小，价格便宜，多年来在汽车离合器上使用效果良好。同时，摩擦片从动钢片用铆钉连接，连接可靠，更换摩擦片方便，而且适宜在从动钢片上装波形弹簧片以获得轴向弹性。
2.2 膜片弹簧的设计
膜片弹簧使用优质高精质钢，用优质弹簧钢板制成，形状为蝶形，开有径向切槽，切槽内端连通，外端为圆孔，两个切槽之间钢板形成一个弹性杠杆，既是压紧弹簧，又是分离杠杆。
其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料为60SiMnA。为了提高膜片弹簧的承载能力，要对膜片弹簧进行调质处理，得具有高抗疲劳能力的回火索氏体。要防止膜片内缘离开，同时对膜片弹簧进行强压处理（将弹簧压平并保持12~14小时），使其高压力区产生塑性变形以产生残余反向应力，对膜片弹簧的凹表面进行喷丸处理，可提高弹簧的疲劳寿命。同时，为提高分离指的耐磨性，对其进行局部高频淬火式镀铬。采用乳白镀铬，如膜片弹簧许用应力可取为1500～1700N/mm2。
2.3 压盘的设计
压盘的材料选用HT20-40铸造制成。它要有一定的质量和刚度，以保证足够的热
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容量和防止温度升高而产生的弯曲变形。压盘应与飞轮保持良好的对中，并进行静平衡。压盘的摩擦工作面需平整光滑，其端面粗糙不低于0.8。压盘壳用M8×12mm螺栓将其一端固定在飞轮端面上，另一端固定在压盘端面上。
2.4 从动盘的设计
扇形波状弹簧两两对置铆接于从动钢片上，两侧在铆接摩擦片，铆钉都采用铝制埋头铆钉，摩擦衬面在铆接后腰磨削加工，使其工作表面的不平度误差小于0.2mm，从动盘本体采用45号钢冲压加工得到，为防止其弯曲变形而引起分离不彻底，一般在从动盘本体上设径向切口。
2.5 离合器盖的设计
离合器盖的膜片弹簧支撑处须具有较大的刚度和较高的尺寸精度，压盘高度（丛承压点到摩擦面的距离）公差要小，支撑环和支撑铆钉的安装尺寸精度要高，耐磨性好，膜片弹簧的支撑形式采用铆钉作支承时，如果分离轴承与曲轴中心线不同心，可引起铆钉的过度磨损。提高铆钉硬度的套筒和支承与曲轴中心线不同心，亦可引起铆钉的过度。提高铆钉硬度的套筒和支承圈是提高耐磨性的结构措施，采用10钢材材料、HRc40-50。
第三章 主动部分设计
3.1 压盘设计
3.1.1 压盘传力方式的选择
压盘是离合器的主动部分，在传递发动机转矩时，它和飞轮一起带动从动盘转动，所以它必须和飞轮连接在一起，但这种连接应允许压盘在离合器的分离过程中能自由的沿轴向移动。如前面所述采用传动片式的传力方式。由弹簧钢带制成的传动片一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上，为了改善传动片的受力情况，它一般都是沿圆周布置。
3.1.2压盘的几何尺寸的确定
由于摩擦片的尺寸在前面已经确定，故压盘的内外径也可因此而确定。压盘外径
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