膜片式離合器畢業設計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 11調整環； 12傳動桿 13中央彈簧； 14分離套筒； 15平衡盤； 16支撐銷； 17壓緊杠桿 15 四 離合器結構的選擇 在設計離合器時，應根據車型的類別、使用要求、制造條件以及“三化”（即系列化、通用化、標準化）要求等，合理選擇離合器的結構。 從動 盤數選擇 單片離合器結構簡單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調整方便，從動部分轉動慣量小，在使用時能保證分離徹底、接合平順。 雙片離合器與單片離合器相比，由于摩擦面數增加一倍，因而傳遞轉矩的能力較大；在傳遞相同轉矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較小，另外接合較為平順。但中間壓盤通風散熱不良，兩片起步負載不均，因而容易燒壞摩擦片，分離也不夠徹底。 多片離合器多為濕式，它有分離不徹底，軸向尺寸和質量大等缺點，以為主要用于行星齒輪變速器換檔機構中。但它具有接合平順柔和、摩擦表面溫度較低、磨損較小、使用壽命長等優點。 經 過對以上幾種形式的比較和根據在大眾轎車的性能要求，選取 單片離合器為大眾轎車的離合器。 壓緊彈簧和布置形式的選擇 周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧，其特點是結構簡單、制造容易，因此應用較為廣泛。此結構中彈簧壓力直接作用于壓盤上。為了保證摩擦片上壓力均勻，壓緊彈簧的數目不應太少，要隨摩擦片直徑的增大而增多，而且應當是分離杠桿的倍數。在某些重型汽車上，由于發動機最大轉矩較大，所需壓緊彈簧數目較多，可將壓緊彈簧布置在兩個同心圓周上。壓緊彈簧直接與壓盤接觸，易受熱退火，且當發動機最大轉速很高時，周置彈 簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉矩的能力隨之降低。此外，彈簧靠到它的定位片面上，造成接觸面部位嚴重磨損，甚至會出現彈簧斷裂現象。 中央彈簧離合器采用一至兩個圓柱螺旋彈簧或用一個圓錐彈簧作為壓緊彈簧，并且布置在離合器的中心，此結構軸向尺寸較大。由于可選較大的杠桿比，因此可得到足夠的壓緊力，且有利于減小踏板力，使操縱輕便。此外，壓緊彈簧不與壓盤直接接觸，不會使彈簧受熱退火，通過調整墊片或螺紋容易實現對壓緊力的調整。 16 斜置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳動盤上，并通過壓桿作用在壓盤上。 這種結構的顯著優點是在摩擦片磨損或分離離合器時，壓盤所受的壓緊力幾乎保持不變。與上述兩種離合器相比，具有工作性能穩定、踏板力較小的突出優點。 膜片彈簧離合器中的膜片彈簧是一種具有特殊結構的蝶形彈簧部分分離組成，它與其它形式的離合器相比具有以下一系列優點： 1）膜片彈簧具有較理想的非線性特性，彈簧壓力在摩擦片允許磨損范圍內基本不變，因而離合器工作中能保持傳遞的轉矩大致不變；對于圓柱螺旋彈簧，其壓力大大下降。離合器分離時，彈簧壓力有所下降，從而降低了踏板力；對于圓柱螺旋彈簧，壓力則大大增加。 2）膜片彈簧兼起壓 緊彈簧和分離杠桿的作用，使結構簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數目少，質量小。 3）高速旋轉時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩定；而圓柱螺旋彈簧壓緊力則明顯下降。 4）由于膜片彈簧大斷面環形與壓盤接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命。 5）易于實現良好的通風散熱，使用壽命長。 6）平衡性好。 7）有利于大批量生產，降低制造成本。 但膜片彈簧的制造工藝較復雜，對材質和尺寸精度要求高，其非線性特性在生產、中不易控制，開口處容易產生裂紋，端部容易磨損。近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和設計方法的逐步 完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，膜片彈簧離合器不僅在轎車上被大量采用，而且在輕、中、重型貨車以及客車上被廣泛采用。 膜片彈簧離合器，按分離時離合器蓋總成的分離指處是承受壓力或拉力，可分為推式和拉式兩種。 壓式膜片彈簧離合器是常見的一種結構。膜片彈簧常用的幾種支撐型式如圖所示。圖 a是早期出現的一直在采用的結構。當分離軸承與曲軸中心線不同心時，可引起鉚釘的過度磨損。提高鉚釘硬度可減少磨損。圖 b，在鉚釘上裝硬度高的套筒和支撐圈，是提高耐磨性的結構措施，但使零件增多。圖 c 所示的結構中、取消了鉚釘，原鉚釘的作用 由離合器蓋內邊緣上伸出的多個小彎板代替，小彎板 17 從膜片彈 簧徑向槽根部穿過，大大減少了離合器蓋總成的零件數。圖 d中的結構，將鉚釘的一端制成斜面，在離合器蓋靠鉚釘頭的一端制成斜面，在離合器蓋靠鉚釘附近做成凸起，省去了兩個支撐環。 拉式膜片彈簧離合器中，其膜片彈簧的安裝方向與推式相反。在接合時，膜片彈簧的大端支承在離合器蓋上，而以中部壓緊在壓盤上。將分離軸承向外拉離飛輪，即可實現分離。與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有如下優點： 1） 由于取消了中間支承各零件，并只用一個或不用支承環，使其結構更簡單、緊湊，零件數目 更少，質量更小。 2） 由于拉式膜片彈簧是以中部與壓盤相壓，因此在同樣壓盤尺寸條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，從而提高了壓緊力與傳遞轉矩的能力，而并不增大踏板力；或在傳遞相同轉矩時，可采用尺寸較小的結構。 3） 在接合或分離狀態下，離合器蓋的變形量小，剛度大，故分離效率更高。 4） 拉式的杠桿比大于推式杠桿比，且中間支承少，減少了摩擦損失，傳動效率較高，使踏板操縱更輕便。拉式踏板力比推式一般約可減少25%30%。 5） 拉式在接合狀態或分離狀態，膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環磨損后不會產生沖擊和噪聲。 6） 使用壽命 更長。 但是，拉式膜片彈簧的分離指是與分離軸承套筒總成嵌裝在一起的，需專門的分離軸承，結構復雜，安裝和拆卸困難，且分離行程略比推式大些。由于拉式膜片彈簧離合器綜合性能優越，它已在一些汽車中得以應用 18 因此大眾 Polo 選用拉式離合器。 從動部分是由單片、雙片或多片從動盤所組成，它將主動部分通過摩擦傳來的動力傳給變速器的輸入軸。從動盤由從動盤本體，摩擦片和從動盤轂三個基本部分組成。為了避免轉動方向的共振，緩和傳動系受到的沖擊載荷，大多數汽車都在離合器的從動盤上附裝有扭轉減震器。 為了使汽車 能平穩起步，離合器應能柔和接合，這就需要從動盤在軸向具有一定彈性。為此，往往在動盤本體園周部分，沿徑向和周向切槽。再將分割形成的扇形部分沿周向翹曲成波浪形，兩側的兩片摩擦片分別與其對應的凸起部分相鉚接，這樣從動盤被壓縮時，壓緊力隨翹曲的扇形部分被壓平而逐漸增大，從而達到接合柔和的效果。 從動盤總成主要由摩擦片、從動片、和花鍵轂等組成。從動盤對離合器工作性能影響很大，應滿足如下設計要求： 1)轉動慣量要盡可能小，以減小變速器換檔齒輪間的沖擊。 2)應具有軸向彈性，使離合器接合平穩，便于起步，而且使摩擦面壓 力均勻 ,減小磨損。 為了使從動盤具有軸向彈性 ,常用的方法有 : 1)動盤上開“ T”形槽，外緣形成許多扇形，并將扇形部分壓成依次向不同方向彎曲的波浪形。兩側的摩擦片則分別鉚在每相隔一個的扇形上。“ T“形槽還可以減小由于摩擦發熱而引起的從動片翹曲變形。、 2)將扇形波形片的左、右凸起段分別與左、右側摩擦片鉚接。由于波形片比從動片薄，故這種結構軸向彈性較好，轉動慣量較小，適宜高速旋轉。 3)利用階段梯形鉚釘的細段將成對波形片的左片鉚在左側摩擦片上，并交替地把右片鉚在右側摩擦片上。這種結構彈性行程大，彈性特性較理想， 可使汽車起步極為平順。 4)將靠近飛輪的左側摩擦片直接鉚合從動片上，只在靠近壓盤側的從動片鉚在波形片，右側摩擦片用鉚釘與波形片鉚合。這種結構轉動慣量大，但強度較高，傳遞轉矩能力大。 離合器摩擦片在性能上應滿足如下要求： 1)剛性系數較高且較穩定 ,工作溫度、單位壓力、轉動速度的變化對其影響要小。 19 2)較高的機械強度與耐磨性。 3)密度要小 ,以減小從動盤轉動慣量。 4)定性好，在高溫下分離出的粘合劑少，無味，不易燒焦。 5)表面粗糙度好，不致刮傷飛輪和壓盤表面。 6)應平順而不產生“咬合”或“動”現象。 7)放后，摩擦面間不發生“粘著”現象。 離合器摩擦片所用的材料有石棉基摩擦材料、粉末冶金摩擦材料和金屬陶瓷摩擦材料。 石棉基摩擦材料具有摩擦因數較高 (大約 )、密度較小、制造容易、價格低等優點。但它性能不夠穩定，摩擦因數受工作溫度、單位壓力、滑磨速度的影響大，目前主要應用于中、輕型貨車中。由于石棉在生產和事業過程中對環境有污染，對人體有害，所以現在正以玻璃纖維、金屬纖維等來替代是石棉纖維。粉末冶金和屬陶瓷摩擦材料具有傳熱性好、熱穩定性與耐磨性好、摩擦因數較高且穩定、能承受的壓力較高以及壽命較長等優 點，但價格較貴，密度較大，接合平順性較差，主要用于重型汽車上。 摩擦片與從動片的連接方式有鉚接和粘接兩種。鉚接方式連接可靠，更換摩擦片方便，適宜從動片上裝波形片，但其摩擦面積利用率小，使用壽命短。粘接方式可增大實際摩擦面積，摩擦片厚度利用率高，具有較高的抗離心力和切向力的能力，但更換摩擦片困難，且使從動片難以裝波形片，無軸向彈性，可靠性低。 花鍵轂軸向長度不宜過小，以免在花鍵軸上滑動時產生偏斜而使分離不徹底，一般取 倍的花鍵軸直徑。花鍵轂一般采用鍛鋼 (如 45鋼 ,40Cr 等 )，表面和心部硬度一般再 2632HRC。 離合器蓋設計 從動片要求質量輕，具有軸向彈性，硬度和平面度要求高。材料常用中碳鋼板如 50 鋼或低碳鋼板如 10鋼，一般厚度為 ，表面硬度 3540HRC。 波形片一般采用 65Mn,厚度小于 1mm，硬度為 4046HRC，并經過表面發藍處理。對壓盤結構設計要求： 1)壓盤具有較大的質量以增大熱容量、減小溫升，防止其產生裂紋和破碎，有時可設置各種形狀的散熱肋和鼓風肋，以幫助散熱通風。中間壓盤可鑄出通風槽，也可采用傳熱系數較大的鋁合金壓盤。 2)壓盤具有較大的剛度，使壓緊力在摩擦面上的壓力分布均勻并減小受熱后 20 的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊以及與離合器的徹底分離。 3)與飛輪應保持良好的對中，并要進行靜平穩。 4)壓盤的高度尺寸 (從承壓點到摩擦面的距離 )公差要小。 壓盤通常采用灰鑄鐵，一般采用 HT200， HT250， HT300，也有少數采用合金壓鑄件。 5 膜片彈簧離