摘 要

捷达系列轿车作为紧凑型车类的代表，在中国市场表现不俗。本文在传统的离合器结构基础上，针对一汽大众公司推出的2017款捷达轿车进行离合器设计。本文的主要任务是完成离合器总成设计并进行关键零部件仿真分析。

本文的重点分为三部分：离合器的工作原理及结构分类；总成及零部件的设计；关键零部件ANSYS分析。首先，根据离合器的研究背景及相关发展近况，就设计2017款大众新捷达离合器的主要研究内容、目的和意义进行了阐述。再者，分章节进行阐述离合器零件及总成的选择及设计计算。最后利用ANSYS有限元分析进行了从动盘毂的静应力和模态分析，保证设计的离合器满足要求能正常工作。

本文利用了CAD、CATIA和ANSYS等计算机软件，极大地缩小了设计工作量，提高了设计效率，为厂家进行离合器设计提供了理论指导和实践支持。

关键字：离合器；设计；膜片弹簧

Abstract

The Jetta sedan has a high sales in China market. On the basis of the traditional clutch structure, this paper designs the clutch for the 2017 Jetta cars. The main task of this paper is to complete the design of clutch assembly, and to do the simulation analysis of key components.

The paper is divided into three parts: the working principle and classification of the clutch, the design of the assembly and parts, and the analysis of the key components with ANSYS. First of all, according to the background and related development, the content, purpose and significance of the research are described. In addition, the selection and design calculation of clutch parts and assembly are discussed in chapters. Finally, the static stress and modal analysis of the driven disk hub are carried out by finite element analysis, so that the designed clutch can meet the requirements and work properly.

This paper makes use of computer software such as CAD, CATIA and ANSYS, which greatly reduces the design workload and improves the design efficiency. It provides theoretical guidance and practical support for the clutch design of the manufacturers.

Key Words: clutch；design；diaphragm spring

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 设计目的及意义 1

1.3 国内外研究现状 2

1.4 研究内容及预期目标 2

第2章 确定离合器方案 4

2.1 分析车型 4

2.2离合器结构方案 4

2.2.1 从动盘数 5

2.2.2 压紧弹簧的结构形式 5

2.2.3 膜片弹簧的支承形式 6

第3章 离合器基本参数 7

3.1 后备系数β 7

3.2摩擦系数f 7

3.3摩擦片设计参数 7

3.4 单位压力P₀ 8

3.5校核离合器基本参数 8

3.5.1最大圆周速度 8

3.5.2 单位摩擦面积传递力矩 8

3.5.3滑磨功 9

第4章 离合器结构零件设计 10

4.1 从动盘总成设计 10

4.1.1 从动盘总成结构型式 10

4.1.2 从动片结构型式 10

4.1.3 从动盘毂 11

4.2 离合器盖设计 12

4.3 压盘设计 13

4.3.1压盘几何尺寸 13

4.3.2压盘温升校核 14

第5章 膜片弹簧设计 15

5.1膜片弹簧几何参数 15

5.1.1 H/h比值和h的选择 15

5.1.2自由状态下碟簧大端半径R、小端半径r 15

5.1.3膜片弹簧起始圆锥底角 15

5.1.4 其他设计参数 15

5.2基本参数校核 16

5.3 膜片弹簧工作点位置的选择 16

5.4 强度校核 18

第6章 扭转减振器设计 20

6.1 基本设计参数选择 20

6.1.1极限转矩T_j 20

6.1.2 扭转角刚度 20

6.1.3阻尼摩擦转矩 20

6.1.4 预紧转矩 20

6.1.5 减振弹簧位置半径R₀ 20

6.1.6 减振弹簧总压力 21

6.2减振弹簧设计 21

6.2.1 减振弹簧参数 21

6.2.2 减振弹簧刚度K 21

6.2.3 减振弹簧的有效圈数i 21

6.2.4 减振弹簧长度及变形量 22

6.3 其他设计 22

6.3.1限位销与从动盘缺口侧边的间隙 22

6.3.2从动盘毂安装窗口及缺口设计 22

第7章 操纵机构 24

7.1 操纵机构设计 24

7.2 操纵机构校核 24

7.2.1自由行程 24

7.2.2工作行程 25

7.2.3踏板总行程 25

7.2.4 踏板力校核 25

第8章 从动盘毂分析 26

8.1 建立从动盘毂模型 26

8.2 静应力分析 27

8.2.1约束及加载 27

8.2.2输出结果与分析 27

8.3 模态分析 27

结论 29

参考文献 30

致谢 31

第1章 绪论

1.1 课题研究背景

自1886年出现第一辆真正意义上的汽车，汽车行业的先驱者们开始一笔笔书写人类历史上浓墨重彩的篇章。而不得不提的是以内燃机为动力的汽车，其应用广泛，深入大众生活。一百多年以来，汽车行业发展迅猛，车型多样化，而紧凑型车以其维修方便、经济适用、成本低廉及应用广泛等优点成为购车市场上的主力军，极大地拉动了消费。一汽-大众公司新推出的2017款新捷达上市不久，表现出色，而人们对新捷达轿车的舒适性与整体性能也有了更高的期待。

离合器总成作为汽车传动系统的一个重要组成，在结构布置上其直接与发动机相连接，接受发动机传来的动力。市场上的离合器种类繁多，按照不同的工作原理，分为摩擦式、电磁式及液力式等。现阶段，各种汽车大多倾向于采用摩擦式离合器。其主要原理是通过主动部分与从动部分产生的摩擦，来保证动力的传递与分离。摩擦式离合器由三部分构成，其组成为主动件（离合器压盘、压紧弹簧及盖总成）；从动件（即从动盘总成）；操纵机构（踏板、传动部件及分离装置等）^[1]。主动件与从动件保证接合及动力的传递，而操纵机构则在需要的时候分离主从动件，中断动力传递。