1、i 青青 島島 工工 學學 院院 畢畢 業業 論論 文文( (設設 計計) ) 豐田卡羅拉離合器的總體設計 學生姓名學生姓名 王鵬 學號學號 201104107327 指導教師指導教師 李 艷 英 學學 院院 機電工程學院 專專 業業機械制造及其自動化年級年級2011 級專升本 答辯日期答辯日期 20132013 年年 6 6 月月 5 5 日日 青青 島島 工工 學學 院院 ii 摘摘 要要 汽車與人們的生活息息相關，它是人們現實生活中必不可少的出行工具。在汽 車傳動過程中，離合器性能的好壞直接影響著汽車的使用性能。離合器的主要功用 是切斷和實現對發動機的動力傳動，保證汽車起步時將發動機與傳

2、動系平順結合， 確保汽車平穩起步。 汽車離合器有摩擦式、液力式和電磁式三種類型，摩擦式離合器的使用最為廣 泛。本論文根據離合器的設計原理和車輛的使用條件以及車輛參數，按照離合器系 統的設計步驟和彈簧要求，主要進行了以下工作：選擇相關設計參數，離合器容量 參數，離合器后備系數的確定，單位壓力 p 的確定，摩擦片外徑 d 確定。并進 行了總成設計，主要為減振從動盤設計，壓盤設計，離合器蓋的設計和圓柱螺旋彈 黃的設計。 關鍵詞：離合器；圓柱螺旋彈簧；摩擦片；從動盤；壓盤 iii abstract the car is closely linked with peoples life, it is e

3、ssential to people in real life, travel tools. in the car in the process of transmission, clutch performance directly affects the performance of the vehicle. the main function of the clutch is cut off and the realization of power transmission to the engine, to ensure the car started the engine and t

4、ransmission system with the smooth, ensure a smooth start car. friction type, hydraulic and electromagnetic three types of automobile clutch, the use of the friction clutch is most widely. in this paper, according to the design principle and a clutch of a vehicle using conditions and vehicle paramet

5、ers, in accordance with the design steps and spring clutch system requirements, mainly for the following work: select the relevant design parameters, clutch size parameters, determine the clutch reserve coefficient, determines the unit pressure of p d determine the diameter, friction plate. and the

6、assembly design, the main design for reducing vibration, driven pressure plate, clutch cover design and cylindrical spiral shells huang design. key words：clutch；cylindrical spiral spring；friction；thedriven plate； pressure plate iv 目目 錄錄 1 緒論.1 1.1 選題的意義.1 1.2 離合器種類的介紹.1 1.3 汽車離合器設計的基本要求 .2 2 摩擦離合器基本

7、結構尺寸、參數的選擇.3 2.1 摩擦片外徑及其它尺寸的確定.3 2.1.1 摩擦片外徑d.3 2.1.2 摩擦片內徑d.3 2.1.3 摩擦片厚度h.4 2.1.4 校核離合器所選尺寸.4 3 離合器零件的結構選型及設計計算.6 3.1 從動盤總成.6 3.1.1 從動片.6 3.1.2 從動盤轂.6 3.2 壓蓋和離合器蓋 .9 3.2.1 壓盤設計.9 3.2.2 離合器蓋設計.12 3.3 離合器分離裝置的設計.12 3.3.1 分離桿.12 3.3.2 分離軸承及分離套筒.13 4 圓柱螺旋彈簧設計.14 4.1 結構設計要點 .14 4.2 彈簧的計算.14 4.3 離合器故障診斷

8、與排除.17 參考文獻.18 致 謝.19 豐田卡羅拉離合器的總體設計 1 1 緒論 1.1 選題的意義 離合器是傳動系中直接與發動機相連接的部件，也是傳動系的第一個總成。發 動機一般在無負荷的狀態下起動，從而在汽車起步前切斷發動機與驅動輪之間的傳 動路線；另外，汽車在換擋和制動前也必須切斷動力傳遞。為此，需在發動機與變 速器之間設有離合器。離合器的作用是根據情況來隨時切斷和接通發動機傳動系的 動力，從而確保汽車在平穩起步、換擋平順、防止傳動系過載等的情況下來避免離 合器打滑。為了讓離合器具有以上優點，當前的汽車中大部分采用彈簧壓緊的摩擦 式離合器，摩擦式離合器傳遞的最大扭距取決于摩擦面間的壓

9、緊情況、摩擦片尺寸、 摩擦面的表面狀況等。摩擦式彈簧離合器一般具有以下優點： （1）結合時通常比較平順、柔和。使汽車起步時沒有抖動和沖擊。 （2）能可靠的傳遞發動機的最大轉距； （3）分離時要迅速、徹底； （4）操作輕便，工作性能穩定，使用壽命長； （5）保證汽車傳動系能夠共振和吸收振動、沖擊和減小噪聲等一系列優點； （6）高速旋轉時具有可靠的強度并且要注意平衡而且要避免離心力的影響。 1.2 離合器種類的介紹 離合器分為摩擦式、液力式和電磁式三種類型.但摩擦式離合器用的最為廣泛, 目前與普通齒輪變速器配合的離合器多為干式離合器。干式摩擦離合器按壓緊彈簧 的形式與布置分為膜片彈黃式、周部彈簧式

10、和中央彈簧式三種形式。離合器的構造 通常如圖 1-1 所示，一般對摩擦式離合器來說，通常就離合器的功能來看，結構上 包括主動件、從動件、壓緊彈簧和分離杠桿等幾部分。 壓盤、分離桿和壓緊彈簧一起組裝在離合器蓋內，稱為離合器蓋的總成。主動 件由飛輪和壓盤構成，發動機的轉矩通過飛輪和壓盤輸入。飛輪和壓盤之間作為從 動盤總成并且作為從動件通過摩擦接受由主動件傳來的輸入轉矩，通常是通過離合 器中間的從動盤轂花鍵來輸出轉矩。壓緊彈簧通過壓盤將從動盤總成壓緊在飛輪上， 形成工作壓力。當發動機工作時通過帶動壓盤和飛輪一起旋轉并且通過壓盤上的壓 緊彈簧產生的摩擦力來帶動從動盤旋轉，通過這一系列的運作來完成轉矩的

11、輸出。 豐田卡羅拉離合器的總體設計 2 圖 1-1 離合器結構 1.3 汽車離合器設計的基本要求 設計離合器時應考慮離合器的使用可靠性、壽命以及生產和使用中的良好技術 經濟要求和環保指標。 所謂使用可靠，指的是離合器的機構或者是零部件能夠在預期內正常工作得到 保證。這意味著在使用中要注意保養，其耗費的的勞動量也要建可能的小。這就取 決于制造和裝配質量、結構設計和使用狀況。 壞境保護的要求是，希望離合器工作時避免產生不良氣味以及對人體有害的粉 塵。通常要求飛輪外殼或車身完全封閉一般是做不到的，并且也不合適的，只能從 離合器上下手。離合器粉塵來源于從動盤總成摩擦片的磨損。 高的技術經濟性指標指的是

12、離合器具有相對便宜的價格和質量必須得到保證。 這主要是由生產組織管理、結構設計和制造工藝等幾個方面給予保證；減少零件數 目，采用通用化、系列化設計和大批量生產，都有利于提高離合器的技術經濟指標。 豐田卡羅拉離合器的總體設計 3 2 摩擦離合器基本結構尺寸、參數的選擇 2.1 摩擦片外徑及其它尺寸的確定 2.1.1 摩擦片外徑d 摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，它好壞關系到離合器的使用壽命。摩擦片的 外徑根據轉矩來確定。發動機的轉矩選摩擦片外徑的重要參數，當按發動機最大轉 矩 max t（n m）來選定d時，可根據公式 a t d emax 100 (2-1) 式中d摩擦片外徑，mm max t發

13、動機最大轉矩，n m ma車型及使用情況有關的系數，一般載貨汽車 a36（單片）或 a50（雙片） ，取 a50;自卸車或使用條件惡劣的載貨汽車 a=19. 根據設計要求，由表 21 選定摩擦片的尺寸最終為d160 mm。 212 摩擦片內徑d 摩擦片的內徑d是一個獨立的量，和外徑呈一定的比例，由比值 c 來選定，定 義為 d d c (2-2) 比值 c的大小能夠反映從動片總成的使用性能和結構設計。增加 c能夠降低摩 擦片內外緣滑磨速度差和離合器的散熱。然而過分增大 c減小摩擦片的面積，從而 使其轉矩的能力得不到保證。根據前輩們的設計經驗， 7 . 053 . 0 c 由此可見發動機轉速與

14、c取值有關。根據摩擦片的參數以及尺寸系列從表 21 中選取 c0.687，內徑d110mm。 表 2-1 離合器尺寸系列和參數 外徑 /d mm 內徑 /d mm 厚度 /h mm 內外徑之 比 c 單位面積 2 /a mm 1601103.20.68710600 1801253.50.69413200 2001403.50.70016000 豐田卡羅拉離合器的總體設計 4 2251503.50.66722100 2501553.50.62030200 2801653.50.58940200 3001753.50.58346600 3251903.50.58554600 35019540.55

15、767800 38020540.54072900 40522040.54390800 43023040.535103700 2.1.3 摩擦片厚度 關于摩擦片的厚度h的選取，我們國家規定了 3.2 mm、3.5 mm、4 mm 三種規格。 參照離合器摩擦片的參數和尺寸系數以及表 2-1，我們將取厚度h取為 3.2 mm。 由以上可知，選取摩擦片外徑d160mm，內徑d110 mm，厚度h3.2mm， c0.687。 2.1.4 校核離合器所選尺寸 離合器尺寸的校核可用如下公式 ) d 1 (pd 12 3 3 3 emaxc d ztt （23） 式中 d摩擦片外徑，mm； d摩擦片內徑，mm

16、； p單位壓力，mpa； z摩擦片工作面數，單片為 2，雙片為 3； emax t發動機最大轉矩，n m； 離合器后備系數； c t離合器的轉矩容量，n m。 后備系數保證了離合器能可靠傳遞發動機轉矩的同時，還有助于減少汽車起 步時的滑磨，提高離合器的使用壽命。在開始設計離合器時，一般是參照已有的經 驗和統計資料，并根據汽車的使用條件、離合器結構型式的特點等，初步選定后備 h 豐田卡羅拉離合器的總體設計 5 系數。汽車離合器的后備系數推薦如下（供參考）： 小轎車： =1.21.3；載貨車： =1.72.25；帶拖掛的重型車或牽引車： =2.03.0。在同類型汽車中，其后備系數也可不完全一樣。例

17、如采用壓簧工作 壓力可以調正的離合器時，值就可以取小一些。否則，像一般螺旋彈簧離合器， 摩擦片磨損后工作壓力要減小，就要適當加大后備系數。 綜上所述，由于采用的是螺旋彈簧，基本上在公路上行使，取1.7，摩擦 系數0.25，p0.41n/mm，內徑d110mm，代入（23）得 ) 110 (1 41 . 0 225 . 0 12 1507 . 1 3 3 d d 可得 d110.13。 所求的 d 與按第一個求得 d 相近，因此所選擇的離合器尺寸而且參數要合理。 豐田卡羅拉離合器的總體設計 6 3 離合器零件的結構選型及設計計算 3.1 從動盤總成 設計從動盤總成時應注意滿足以下幾個方面的要求：

18、 （1）要盡可能的減少轉動慣量就是盡量降低變速器換擋時的沖擊。 （2）為了保證汽車平穩起步、摩擦面上的壓力分布更均勻等，從動盤應具有 軸向彈性。 （3）為了避免傳動系的扭轉共振以及緩和沖擊載荷，從動盤中應裝有扭轉減 振器。 （4）要有足夠的抗爆裂強度。 帶扭轉減振器的和不帶扭轉減振器的是變速器的兩種基本結構型式。 不帶扭轉減振器的從動盤結構簡單，重量較輕。帶扭轉減振器的從動盤現在大 部分使用在今天的汽車中，避免汽車系統的共振、降低系統的噪聲等一系列措施將 可以提高汽車的使用壽命，從而能夠使汽車在行駛的過程中的舒適性相應的得到提 高并且使汽車的起步更加趨于平穩。 從動盤由從動片、摩擦片和從動盤轂

19、等 3 個基本部分組成 4。 3.1.1 從動片 設計從動片時要盡量控制其重量，要盡量將其質量分布在其旋轉中心處，從而 使其轉動慣量不至于過大。其慣性力是由其從動盤的轉速變化引起的，變速器換擋 齒輪間輪齒的沖擊和變速器中的同步裝置之間的磨損是由慣性引起的。慣性力的大 小和從盤盤的轉動慣量呈線性關系，轉動慣量的降低能夠降低變速器換擋的沖擊， 從動片通常做的較薄，通常選用 1.3-2.0mm 厚的鋼板沖制而成。為了進一步減小從 動片的轉動慣量，有時將從動片外緣的盤形部分磨薄至 0.65-1.0mm，使其質量更加 靠近宣旋轉中心。 離合器的平順結合將確保汽車能夠平穩起步，單片離合器的從動片一般制成軸

20、 向彈性結構。這樣，在離合器的結合過程中，主動盤和從動盤之間的壓力是逐漸增 加的。 3.1.2 從動盤轂 發動機轉矩是從動盤轂的花鍵孔輸出，變速器第一軸花鍵軸就插在該花鍵孔內。 從動盤轂和變速器第一軸的花鍵結合方式，目前都采用齒側定心的矩形花鍵?；ㄦI 之間通常選擇動配合，為了確保離合器能夠在分離和結合的過程中使從動盤轂在花 鍵軸上自由滑動。 從動盤轂的結構由兩部分組成：盤轂和法蘭。過去兩者直接做成一體，現今國 外都做成裝配式，以節約材料。 1 從動盤轂花鍵尺寸選擇 根據 gb11441974 選定的花鍵標準，我們可以根據從動盤的外徑和發動機的 豐田卡羅拉離合器的總體設計 7 轉矩選擇花鍵尺寸。

21、表 3-1 選取其尺寸入下：從動盤外徑d200mm，發動機轉 c t110 n m，花鍵齒數n10，花鍵外徑 d29mm，花鍵內徑 d23mm，齒厚 b4mm，有效長度l25mm，擠壓應力11.3mpa。 表 3-1 從動盤轂花鍵尺寸系列 從動盤外 徑d/mm 發動機 轉矩 maxe / n m 花 鍵 齒 數 n 花 鍵 外 徑 d /mm 花 鍵 內 徑 d/ mm 鍵 齒寬 b/ mm 有 效 齒 長 l/ mm 擠壓 應力 /mp a 16050102 3 1832010 18070102 6 2132011.8 200110102 9 2342511.3 225150103 2 26

22、43011.5 250200103 5 2843510.4 280280103 5 3244012.7 3003101043254010.7 豐田卡羅拉離合器的總體設計 8 0 325380104 0 3254511.6 350480104 0 3255013.2 380600104 0 3255515.2 410720104 5 3656013.1 430800104 5 3656513.5 450950105 2 4166512.5 從東片和摩擦片之間一般有兩種緊固方法：粘接法與鉚接法。從動盤轂一般由 中碳鋼鍛造而成，并經調質處理，擠壓應力一般不能超過 20mpa。 2 從動盤轂花鍵的強度

23、校核 花鍵齒的側面壓力 zdd t p e )( 4 max （3-1） 式中z從動盤轂的數目。 因此 np 8 . 4230 210)2329( 1104 3 擠壓應力 nhl p 擠 （3-2） 式中 h花鍵齒的工作高度，m，2)(ddh。 豐田卡羅拉離合器的總體設計 9 因此207 . 4 1025) 2 2329 (10 8 .4230 3 擠 mpa 所以符合要求。 根據經驗、參照同類產品，選取從動盤摩擦材料為金屬材料。除了應有對一般 有機摩擦材料所需要的綜合性能之外，還應著重考慮以下兩方面性能，防止出現負 面影響： （1）對偶件的耐磨性； （2）離合器接合時工作的粗暴性。 3.2

24、壓蓋和離合器蓋 3.2.1 壓盤設計 壓盤的設計包括幾何尺寸的確定選擇和傳力方式的選擇兩個方面。 1壓盤傳力方式的選擇 壓盤是離合器的主動部分，壓盤在傳遞轉矩時將和飛輪一起帶動從動盤轉動， 因此壓盤與飛輪一定存在必然的聯系，它們之間的這種關系不但允許壓盤在離合器 分離過程中能自由地做軸向移動，而且還能夠使壓盤和從動盤脫離接觸。壓盤的傳 力方式有凸臺式連接、鍵式連接、銷式連接。 壓盤的結構形狀除于傳力方式有關外，還與壓緊方式和分離方式有關。在采用 沿圓周分布的圓柱螺旋彈簧作壓緊彈簧時，壓盤上應鑄有圓柱形凸臺作為彈簧的導 向座 1。 2傳力銷的強度校核 圖 3-1 傳力銷的受力圖 由圖 3-1 可

25、知，傳力銷同時承受由力 q 、 q 所引起的彎曲應力和p（接合時 的彈簧壓緊力）引起的拉伸應力。此外，傳力銷表面在寬度1s與2s的范圍內還受 其 q 和 q 的擠壓作用。其強度校核如下。 1） 拉彎復合應力 作用力 豐田卡羅拉離合器的總體設計 10 n e nr t q 2 max （3- 3） n e nr t q 4 max （3- 4） 式中 maxe t發動機最大轉矩，n m； n傳力銷數目； n r力 q 和 q 的作用半徑，m。 因此 5 . 55 1016562 110 3 qn 8 . 27 1016564 110 3 qn 傳力銷的彎曲應 3 max 1 . 04 )2( d

26、nr bat wm n e bb 彎 nrbatm neb 4)2( max （3- 5） 式中 b m彎矩，n m， ； d傳力銷根部直徑，cm； b w傳力銷抗彎截面模量， 3 cm； ba,力 q 和 q 的作用力臂，cm。 因此，39 . 2 10 5 . 181 . 061654 ) 5 . 30122(110 93 彎 mpa530 b mpa 傳力銷的拉伸應力 nd p 2 4 拉 （3- 6） 因此 26 4 12 987.6 7.35 3.14 18.5106 拉 mpa 傳力銷的復合應力 拉彎合 （3- 豐田卡羅拉離合器的總體設計 11 7） 因此 合 =2.39+7.35

27、=9.74 mpa 2) 傳力銷的擠壓應力 100 11 ds q 擠 （mpa） （3-8） 100 12 ds q 擠 （mpa） （3-9） 式中， 1 d傳力銷的直徑，cm； 21，s s作用寬度，cm。 因此2000 100 5 . 181015 5 .55 6 擠 mpa 1000 100 5 . 181015 8 .27 6 擠 mpa 經校核，傳力銷的強度符合要求。 3壓盤及傳力銷（塊）的材料 壓盤形狀不僅要復雜且要耐磨、傳熱性好和具有較理想的摩擦性能，通常由灰 鑄鐵鑄成(注意：不能用低碳鋼來代替鑄鐵，因為在低碳鋼表面容易引起擦痕)，其 金相組織呈珠光體結構，硬度為 170-2

28、27。一般為了增加其機械強度，可相應的添 加一些鎳錳鐵等合金元素。 傳力銷可采用中碳鋼（35 號鋼） 。黃河牌 8t 汽車中間的壓盤傳力塊材料一般選 用 18crmnti，通常為了提高傳力銷表面的耐磨性能，一般采取滲碳處理，層深 0.8-1.0mm，硬度 hrc55-62。 4滑磨功的計算 確定滑膜功的計算公式的適用性的主要評判準則是，除了該公式能否正確反映 其起步過程的物理本質外，還有計算和實際結果相對照后所確定的精度。對于統計 實驗分析法來說，利用試驗統計獲得的經驗公式來計算滑膜功 l 時，其起始滑膜的 角速度 0 還需由實際來決定。資料表明該種計算方法的一般精度如下：對于第一類 在20%

29、之內，對于第二類為-15%+28%,第三類為-10%+32%，第四類為-24% +20%。我們一般按照如下公式來及算滑膜功 2 0 0.5 a lj (3-10) 豐田卡羅拉離合器的總體設計 12 22 2 0 / aa kk jm ri i (3-11) 式中 a j汽車整車質量轉化相當的轉動慣量，2 0 離合器開始滑磨時的發動機角速度， 0 2/60nrad； a m汽車總質量，kg； k r 車輪滾動半徑； 0 i 主傳動比； k i 變速器傳動比。 根據經驗、參照同類產品，選取輪胎規格為 9.0020，則 0 i=7.63， k i=6.24， k r=475mm， a m=8025k

30、g。 因此 80 . 0 63 . 7 24 . 6 104758025 22 62 a j 4 2 1049 . 4 3200 60 2 80 . 0 5 . 0 l 3.2.2 離合器蓋設計 離合器蓋和飛輪一般用螺栓來固定，并且通過它將傳遞發動機的一部分轉矩給 壓盤。離合器蓋一般還是分離桿與壓緊彈簧的支撐殼體。在設計時要注意以下幾個 問題： 剛度問題 離合器分離桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，則當離合器分離時，可 能使蓋引起較大的變形，就會降低離合器操縱部分的傳動效率，嚴重時可能造成分 離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，從而導致變速器換檔困難。 通風散熱 對中問題 對中方式常用的有兩種

31、：一止口對中。二定位銷或定位螺栓對中。 3.3 離合器分離裝置的設計 離合器的分離裝置包括分離套筒分離軸承、分離桿以及分離軸承。 3.3.1 分離桿 1）分離桿結構型式的選擇 一般離合器接合與分離，壓盤與踏板的運動聯系的最后環節都是分離桿。周置 螺旋彈簧離合器分離桿的數目一般是 36 個。 在沿圓周分布的圓柱螺旋彈簧離合器中常見的分離桿結構有以下幾種類型，如 圖 3-1 所示 2。 豐田卡羅拉離合器的總體設計 13 圖 3-1 分離桿結構 圖 3-1（a）是過去 bj212 等型汽車離合器中采用的分離桿結構，它是鍛造后經 加工制成的。與圖中其他三種結構相比，圖（a）的結構相對復雜，加工量最大。

32、 圖 3-1（b）所示是一些重型汽車上采用的結構。分離桿也是鍛制的。鉸鏈處使 用了滾針軸承，從而具有了摩擦損失小和傳動效率高的優點。因為圖（b）的調整 螺母在離合器蓋上，所以調整相對來說較方便。 圖 3-1（c）所示是解放牌 ca10b 型汽車離合器中采用的結構。分離桿是通過鋼 板沖壓制成的，且加工一般不復雜，調整螺釘在分離桿外端調整也不復雜。但由于 分離桿的中間支撐在離合器的窗口上，支撐處的接觸面積比較小，容易磨損，而且 在磨損以后，分離桿的位置將發生變動，工作時會發出響聲 3。另外，調整螺釘布 置在分離桿外端，加大了壓盤尺寸，使離合器重量增加。 圖 3-1（d）所示的是中小型汽車上采用的結

33、構。分離桿在壓盤上的支承方式相 對來說簡單。 2）分離桿設計 分離桿設計時應注意的幾個問題： 1）分離桿內端的高度可以調整 2）分離桿要有足夠的剛度 3）分離桿的鉸接處應避免運動上的干涉 3)分離桿的材料與熱處理 分離桿一般由中碳鋼（35 鋼）鍛造或低碳鋼（08 鋼）沖壓而成。為了提高耐 磨性能，表面進行氰化處理，層深 0.15-0.3mm，硬度 hrc58-68. 擺動塊由中碳鋼板沖壓而成，擺動塊由厚 2.5mm 的 35 鋼帶制成，表面氰化， 層深 0.15-0.3mm，硬度 hrc56-62。 3.3.2 分離軸承及分離套筒 分離軸承通常在實際工作中主要用來承擔軸向力。在離合器分離的過程

34、中，要 豐田卡羅拉離合器的總體設計 14 在分離軸承和旋轉離心力的基礎上還要額外受到徑向力的作用。因此適用于離合器 軸承的分離軸承主要包括徑向推力軸承和推力軸承。高速、低軸向符合的情況宜用 在徑向推力類，低速、高軸向符合的情況宜用在推力類。出去以上兩種，還有用在 某些輕型汽車上由油浸過碳和石墨混合壓制而成的滑動止推軸承。 由于現今大多數發動機轉速超過 6000rmin，離心力造成的徑向力很大，因此， 汽車離合器分離軸承廣泛采用了角接觸式的徑向推力球軸承，并把它做成全密封、 充滿耐高溫的鋰基潤滑脂的軸承，而且把傳統的由軸承外圈轉動變成為由軸承內圈 轉動，這些結構措施使軸承的使用壽命更長并免維護。

35、 豐田卡羅拉離合器的總體設計 15 4 圓柱螺旋彈簧設計 4.1 結構設計要點 當壓緊彈簧按照離合器壓盤圓周布置時一般都使用圓柱螺旋彈簧。螺旋彈簧的 兩端要確保拼緊和磨平，這樣做能夠增大彈簧的兩端接觸面，不至于使彈簧的受力 過于集中，這樣做的目的是減少彈簧的垂直度偏差。為了能夠使離合器的彈簧壓緊 力能夠均衡受力，螺旋彈簧的數目一般不應該小于 6 個，彈簧的數目是由摩擦片的 外徑增大的多少確定的。除此之外，在安排圓柱螺旋彈簧時，充分考慮分離桿的個 數，以便彈簧能夠均勻的在分離桿之間分布。通常彈簧的個數z應該是分離桿個數 n的整數倍，即 mnz 式中 m 為任意正整數。 當選定圓柱螺旋彈簧來設計時

36、，應根據摩擦片外徑d來確定彈簧的個數z，通 過離合器的工作總壓力 p，從而使每一個彈簧的工作壓力p得以確定： z p p 式中 p工作總壓力，n； z離合器壓簧的數目。 當選定離合器的摩擦片外徑為 160mm 時，我們一般取將周布圓柱螺旋彈簧的數 目取為 6 個，因此取z=6. 設計上，要保證各個周布圓柱螺旋彈簧的工作壓力 p 確定在 1000n 以下 。 4.2 彈簧的計算 已知摩擦片外徑d=160mm，壓緊彈簧的數目z=6，離合器的總壓緊 p=5925.8n。彈簧的相關計算如下： 1）工作總壓力 00 pfpp 4 )( 22 dd =0.41 4 )110160(14 . 3 22 =4

37、344.98 2）每一個彈簧的工作壓力 z p p =16.724 6 98.4344 n 材料選用 65mn 鋼 3）彈簧絲直徑 6 . 1d 1 pck (3-14) 豐田卡羅拉離合器的總體設計 16 式中，p=785n，初選彈簧指數（旋繞比）c=6，曲度系數 k =1.15，選 =800mpa，代入上式 0 . 4 800 615 . 1 16.724 6 . 1 1 d mm 取鋼絲標準直徑 1 d=4.0mm 4）由結構上確定彈簧的外徑 1 d=35mm 5）彈簧中徑 1101 ddd 因此 31435 01 dmm 6）彈簧指數（旋繞比） 01 1 d c d 因此2 . 6 5

38、31 c 根據標準圓整為 6. 7）實際的工作應力 2 1 8 d kpc 因此 6 .795 10414 . 3 15 . 1 616.7248 62 mpa 初選彈簧剛度k=40n/mm 8）彈簧的工作圈數 kd gd i 3 01 4 1 8 式中 g材料的剪切彈性模數，對于碳鋼： 143 8.0 10 8.3 10gmpa 。 取i=6.5 圈。 9）彈簧的實際剛度 豐田卡羅拉離合器的總體設計 17 f pp id gd k max 3 01 4 1 8 (3-19) 對于離合器壓簧來說，希望 k 盡量小，一般k=4520n/mm。 因此 44 3 8.3 105 36.95 8 30

39、6.5 k n/mm 10）彈簧的總圈數 5 . 1 in （3- 20） 一般汽車離合器采用5 . 1 in,即每端 3/4 圈擰緊，并把端部鋼絲磨薄至直徑 1/4. 從而n=6.5+1.5=8 圈 11）彈簧的工作變形 kpf （3- 21） 從而 987.6 26.7 36.95 f mm 12）彈簧的附加變形量 彈簧的附加變形量也就是壓盤的分離行程，一般單片離合器f =1.52.5；雙 片離合器f=1.53.0。 取f=2.1mm。 13）彈簧的自由高度 iffdnh 10 )5 . 0( （3- 22） 式中 彈簧最大負荷時的間隙=0.51.5 mm。 從而 0 80.5526.72

40、.1 6.5 0.770.85h mm 14）彈簧的工作高度 fhh 0 從而 h=70.85-26.7=44.15mm 豐田卡羅拉離合器的總體設計 18 15）彈簧的最大負荷 pfkp max 從而 max 36.95 2.1 987.61065.2pn max p為離合器徹底分離時的彈簧最大負荷，一般規定校核離合器分離時彈簧的 最大負荷 max 1.15 1.20pp max p較p增加了， max 1065.2 1.07 987.6 p p 符合規定要求。 4.3 離合器故障診斷與排除 離合器的故障大致可分為以下幾類： （1）分離不徹底； （2）離合器打滑； （3）離合器結合時發抖； （4）振動、噪聲； （5）零件損壞； （6）踏板力過大。 離合器的故障檢測、排除和安裝； （1）拆下離合器后注意是否漏油。如果漏油，請檢查油封并更換。 （2）檢查同心度問題。 （3）檢查飛輪表面是否磨損、翹曲、變色、裂紋等不良現象，通常可用磨削 的方法將其修復。 （4）檢查分離軸承套管磨損的均勻性或者它是否出現損壞跡象。 （5）檢查在曲孔中的導向軸承是否需要更換。 （6）檢查分離軸承是否需要更換。 （7）