车辆自动限速离合器设计(附件)
摘 要 本设计主要是对现在已经存在的离合器基础上进行功能上的改良优化，自动限速离合器增加的这项功能主要是针对汽车的行驶速度会根据具体路况进行一定限制确保汽车在安全的状态下行驶。 在自动限速离合器设计的内容中简单介绍离合器早期的发展与现状，详细说明本设计在传统离合器上面的三种改进方案，在此三种方案中都可以实现自动限速的功能，本文会详细介绍三种结构的原理，且详细分析计算第二种方案。也介绍了离合器应用及其种类。重点介绍了离合器的机构，及设计计算过程。在后文中的通过详细的推导过程记录了相当一部分数据，根据这些数据将自动限速离合器绘制出了装配图。在计算的过程中，我首先确定摩擦片内外经尺寸，有了内外经尺寸再通过摩擦力计算对摩擦片内外经尺寸进行校核，以保证设计产品是否合格。然后再确定扭转减震器及减震弹簧相关参数的确定，最后校核确保设计产品的合格，最后是对液压千斤顶的选用。在上述完成后，在AutoCAD上完成三种方案的装配图纸。本设计的意义在于增加了传统离合器原来没有的功能。对自动限速离合器的使用可以提高汽车在行驶过程中的安全性，达到汽车可以在不同路况下都会以安全的行驶速度行驶。希望在今后的离合器设计中能起到参考作用。
目 录
第一章 绪论 1
第二章 离合器的应用与分析 2
2.1离合器发展与现状 3
2.2离合器原理和结构 4
2.3方案一 5
2.4方案二 9
2.5方案三 12
第三章 设计计算 15
3.1摩擦片相关参数的确定 15
3.2 摩擦片相关参数的优化 16
3.3扭转减震器设计 17
3.4减震弹簧的设计 17
3.5分离杠杆材料的选取 19
3.6液压千斤顶选择 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 21
第一章 绪论
离合器作为一个独立的总成而存在于以内燃机为动力输出的车辆中。离合器是一个动力传递的桥梁，通常将离合器设计安装在动力源发动机与传动系之间。离合器主动部分与发动机飞轮一体而从动部则与变速器相连。在应用中最为普遍的是摩擦式离合器，摩擦式离合器基本工作
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
原理是靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力并且能在需要切断动力传递的时候根据驾驶员意愿彻底断开动力来源。离合器最主要的用途是根据驾驶员的意愿切断和实现发动机与传动系平顺的接合，强有力的确保在汽车起步时的平稳，在换挡时随着驾驶员踩下离合器踏板时能顺利将发动机动力源切断，其目的是保护换挡齿轮间的冲击。当汽车的负荷超过传动系的极限时离合器通过自身打滑的方式来防止传动系各零部件因超负荷而失效损坏。离合器最早出现在19世纪晚期，离合器的发明给汽车发展带来了革命性的改变。给汽车的安全舒适及寿命带来了大幅度的提高，本文前段将着重介绍离合器的发展历史与现状。
本设计主要在原有的离合器增加一些特定结构，分三种情况讨论。三种不同方案采用不同的形式。功能上都是增加可以自动限速功能。使汽车在不同路况，都可以在安全时速状态下行驶。在行车安全上加一道安全保障。
方案一是在原离合器不动的情况下，外加一个离合器。方案二是在原有离合器的基础上做一点点改动。方案三是一种理想的状态。各有各的优缺点。其中方案二是我个人认为最可行，最方便的一种方案，希望能给以后的离合器设计提供一些参考。下文将在离合器发展状况后做详细分析。
第二章 离合器的应用与分析
2.1离合器发展与现状
早期在离合器还未出现之前，人们用其智慧不断探索研发试图找到与离合器功能相当的代替者。通过当时人们锲而不舍的努力最终离合器出现在人们的视野中。离合器初现于人们生活中其种类较多，但最受当时宠爱的是锥形离合器。锥形离合器的原型是在发动机飞轮内孔加工成锥体来充当传递动力的主动部分。随着科学技术的不断发展及大量经验的积累锥形离合器结构不断改进其功能的也相当强大。在当时科技水平不发达的大环境下，锥形离合器的制造比较简单，摩擦面磨损后易修复成为锥形离合器的另一大优点。因此对锥形离合器的使用一直至二十世纪二十年代中叶。其缺点是由于摩擦材料不够理想大多是骆毛带，皮革带以至于动力的分离不彻底，严重时甚至出现主动部分与从动件部分无法分离的自锁现象。
现在使用的盘式离合器的原型是多片盘式离合器，多片盘式离合器最早在1926出现。对多片离合器的使用人们最看重的是使汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击的优点。在早期离合器的设计中，多片式离合器在结构上以成对布置而设计的，以一个钢盘片与青铜盘片采用纯粹的金属相互摩擦来达到传递动力。随着对多片离合器的使用及大量经验的积累再加上科学的不断发展人们发现将金属片浸在油液中工作时能使其性能得到更好的优化。
但是由于当时科学的局限使浸在油中的盘片式离合器同时存在相当多的弊端。在当时为避免离合器在高速旋转时把油甩出金属盘，使得摩擦片直径尺寸不能过大此外由于油质本身的属性具有粘性使金属盘片粘住使其不易分离，这样便对汽车的正常行驶产生影响但权衡利弊优点大于缺点。因为在那种备受科学技术发展及经验积累不足等的限制以至于许多其他离合器的发展原地驻足处于原创阶段，再加上当时离合器功能有限性能不稳定一定程度上也抑制了汽车的快速发展。
随着人们视野不断地拓展，对材料的认知不断加深认识到石棉基跟更适合用于离合器的摩擦片，石棉基材料的引入使得盘片式离合器的发展向前迈了一大步，使其在性能方面得到了很好的改善，同时在较大的动力传递方面也有所提升可以传递更大的转矩这项突破你归功于石棉基的耐高温度的优点。因而在引进石棉基为摩擦片材料后离合器在结构上进入了一场改良潮流，为以后多片式离合器的出现奠定了基础。
在1920年就已出现了单片干式离合器，这和前面提到的以石棉基为材料的摩擦片出现有直接关系。但在当时由于在技术层上面上的不足，所以导致单片离合器在换挡时结合不够平顺的问题。但早期单片干式离合器由于在结构上紧凑散热良好，转动惯量小等的优点，所以大多内燃机汽车常采用单片干式离合器。在一战后初期，单片式离合器在随着人们对科学经验及技术的不断累积由最初的从动金属片无摩擦面片，仅仅只是将摩擦片贴附在飞轮与压盘上逐渐改良后来发展成后来的采用多个直径尺寸较小的弹簧布置在圆周上压在压盘上，为最终成为现在最为广泛采用的螺旋弹簧布置奠定了基础。这种采用多个直径尺寸较小的弹簧布置在圆周上压紧压盘的布置方法在对离合器的发展及对使用上，使弹簧对压盘的工作压力分布更加均匀，从而减小离合器在轴向方向的尺寸。
随着经济的发展及生活质量的提高人们越来越倾向于对汽车的安全舒适性提出合理要求，这便促使相关领域人才对离合器在原有基础上进行不断改进创新，在他们的刻苦钻研下扭转减震器出现在人们的视野中，于是乎扭转减震器器理所当然的被广泛应用在乘用车上。扭转减震器的使用很好地降低传动系的噪声为乘客提供了更为舒适安静的乘坐环境。
纵观车辆发展方向商用车趋于大型化，发动机功率不增加，但是由于离合器安装空间位置有限再加上离合器的使用条件比较恶劣，对于重型离合器而言提升离合器传扭能力，加长使用寿命，简化操作，已成为重要话题。新问题的提出一定程度上暗示在不久的将来一定会出现解决问题的方法，因此双片干式离合器便出现在大家的视野中。
近年来在相关领域人才对离合器的不断钻研探究，他们在湿式离合器技术上取得了不错的成绩。湿式离合器与干式离合器相比由于湿式离合器采用油泵强制性对离合器进行冷却，这使得离合器摩擦表面温度不超过93℃因此保证了摩擦片不会因温度过高而引起的损坏失效。一定程度上延长了离合器的使用寿命据权威人士分析湿式离合器在使用寿命上是干式离合器的56倍。上述湿式离合器的优点是建立在某一工作环境内一旦超出此条件其性能将大幅度下降，目前此技术尚不够完善。
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第一章 绪论 1
第二章 离合器的应用与分析 2
2.1离合器发展与现状 3
2.2离合器原理和结构 4
2.3方案一 5
2.4方案二 9
2.5方案三 12
第三章 设计计算 15
3.1摩擦片相关参数的确定 15
3.2 摩擦片相关参数的优化 16
3.3扭转减震器设计 17
3.4减震弹簧的设计 17
3.5分离杠杆材料的选取 19
3.6液压千斤顶选择 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 21
第一章 绪论
离合器作为一个独立的总成而存在于以内燃机为动力输出的车辆中。离合器是一个动力传递的桥梁，通常将离合器设计安装在动力源发动机与传动系之间。离合器主动部分与发动机飞轮一体而从动部则与变速器相连。在应用中最为普遍的是摩擦式离合器，摩擦式离合器基本工作
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
原理是靠其主、从动部分间的摩擦来传递动力并且能在需要切断动力传递的时候根据驾驶员意愿彻底断开动力来源。离合器最主要的用途是根据驾驶员的意愿切断和实现发动机与传动系平顺的接合，强有力的确保在汽车起步时的平稳，在换挡时随着驾驶员踩下离合器踏板时能顺利将发动机动力源切断，其目的是保护换挡齿轮间的冲击。当汽车的负荷超过传动系的极限时离合器通过自身打滑的方式来防止传动系各零部件因超负荷而失效损坏。离合器最早出现在19世纪晚期，离合器的发明给汽车发展带来了革命性的改变。给汽车的安全舒适及寿命带来了大幅度的提高，本文前段将着重介绍离合器的发展历史与现状。
本设计主要在原有的离合器增加一些特定结构，分三种情况讨论。三种不同方案采用不同的形式。功能上都是增加可以自动限速功能。使汽车在不同路况，都可以在安全时速状态下行驶。在行车安全上加一道安全保障。
方案一是在原离合器不动的情况下，外加一个离合器。方案二是在原有离合器的基础上做一点点改动。方案三是一种理想的状态。各有各的优缺点。其中方案二是我个人认为最可行，最方便的一种方案，希望能给以后的离合器设计提供一些参考。下文将在离合器发展状况后做详细分析。
第二章 离合器的应用与分析
2.1离合器发展与现状
早期在离合器还未出现之前，人们用其智慧不断探索研发试图找到与离合器功能相当的代替者。通过当时人们锲而不舍的努力最终离合器出现在人们的视野中。离合器初现于人们生活中其种类较多，但最受当时宠爱的是锥形离合器。锥形离合器的原型是在发动机飞轮内孔加工成锥体来充当传递动力的主动部分。随着科学技术的不断发展及大量经验的积累锥形离合器结构不断改进其功能的也相当强大。在当时科技水平不发达的大环境下，锥形离合器的制造比较简单，摩擦面磨损后易修复成为锥形离合器的另一大优点。因此对锥形离合器的使用一直至二十世纪二十年代中叶。其缺点是由于摩擦材料不够理想大多是骆毛带，皮革带以至于动力的分离不彻底，严重时甚至出现主动部分与从动件部分无法分离的自锁现象。
现在使用的盘式离合器的原型是多片盘式离合器，多片盘式离合器最早在1926出现。对多片离合器的使用人们最看重的是使汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击的优点。在早期离合器的设计中，多片式离合器在结构上以成对布置而设计的，以一个钢盘片与青铜盘片采用纯粹的金属相互摩擦来达到传递动力。随着对多片离合器的使用及大量经验的积累再加上科学的不断发展人们发现将金属片浸在油液中工作时能使其性能得到更好的优化。
但是由于当时科学的局限使浸在油中的盘片式离合器同时存在相当多的弊端。在当时为避免离合器在高速旋转时把油甩出金属盘，使得摩擦片直径尺寸不能过大此外由于油质本身的属性具有粘性使金属盘片粘住使其不易分离，这样便对汽车的正常行驶产生影响但权衡利弊优点大于缺点。因为在那种备受科学技术发展及经验积累不足等的限制以至于许多其他离合器的发展原地驻足处于原创阶段，再加上当时离合器功能有限性能不稳定一定程度上也抑制了汽车的快速发展。
随着人们视野不断地拓展，对材料的认知不断加深认识到石棉基跟更适合用于离合器的摩擦片，石棉基材料的引入使得盘片式离合器的发展向前迈了一大步，使其在性能方面得到了很好的改善，同时在较大的动力传递方面也有所提升可以传递更大的转矩这项突破你归功于石棉基的耐高温度的优点。因而在引进石棉基为摩擦片材料后离合器在结构上进入了一场改良潮流，为以后多片式离合器的出现奠定了基础。
在1920年就已出现了单片干式离合器，这和前面提到的以石棉基为材料的摩擦片出现有直接关系。但在当时由于在技术层上面上的不足，所以导致单片离合器在换挡时结合不够平顺的问题。但早期单片干式离合器由于在结构上紧凑散热良好，转动惯量小等的优点，所以大多内燃机汽车常采用单片干式离合器。在一战后初期，单片式离合器在随着人们对科学经验及技术的不断累积由最初的从动金属片无摩擦面片，仅仅只是将摩擦片贴附在飞轮与压盘上逐渐改良后来发展成后来的采用多个直径尺寸较小的弹簧布置在圆周上压在压盘上，为最终成为现在最为广泛采用的螺旋弹簧布置奠定了基础。这种采用多个直径尺寸较小的弹簧布置在圆周上压紧压盘的布置方法在对离合器的发展及对使用上，使弹簧对压盘的工作压力分布更加均匀，从而减小离合器在轴向方向的尺寸。
随着经济的发展及生活质量的提高人们越来越倾向于对汽车的安全舒适性提出合理要求，这便促使相关领域人才对离合器在原有基础上进行不断改进创新，在他们的刻苦钻研下扭转减震器出现在人们的视野中，于是乎扭转减震器器理所当然的被广泛应用在乘用车上。扭转减震器的使用很好地降低传动系的噪声为乘客提供了更为舒适安静的乘坐环境。
纵观车辆发展方向商用车趋于大型化，发动机功率不增加，但是由于离合器安装空间位置有限再加上离合器的使用条件比较恶劣，对于重型离合器而言提升离合器传扭能力，加长使用寿命，简化操作，已成为重要话题。新问题的提出一定程度上暗示在不久的将来一定会出现解决问题的方法，因此双片干式离合器便出现在大家的视野中。
近年来在相关领域人才对离合器的不断钻研探究，他们在湿式离合器技术上取得了不错的成绩。湿式离合器与干式离合器相比由于湿式离合器采用油泵强制性对离合器进行冷却，这使得离合器摩擦表面温度不超过93℃因此保证了摩擦片不会因温度过高而引起的损坏失效。一定程度上延长了离合器的使用寿命据权威人士分析湿式离合器在使用寿命上是干式离合器的56倍。上述湿式离合器的优点是建立在某一工作环境内一旦超出此条件其性能将大幅度下降，目前此技术尚不够完善。
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