機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于proe下的輕型貨車(chē)離合器設(shè)計(jì)【全套圖紙三維】

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1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第1頁(yè) 摘 要 本論文主要目的是按照整車(chē)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的性能參數(shù)進(jìn)行離合器的匹配設(shè)計(jì)。 離合器是傳動(dòng)系統(tǒng)中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的裝置。它的作用是平穩(wěn)接合、切斷發(fā) 動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系之間的動(dòng)力傳遞。離合器可以保證汽車(chē)平穩(wěn)起步；避免變速器換擋時(shí)， 輪齒間發(fā)生劇烈的沖擊；防止傳動(dòng)系中各零部件由于過(guò)載而損壞。 膜片彈簧離合器相對(duì)于螺旋彈簧離合器有著一系列的優(yōu)點(diǎn)：膜片彈簧的非線性特 性使在摩擦片整個(gè)磨損過(guò)程中保證壓盤(pán)受到壓緊力基本保持不變，保證離合器工作性 能更穩(wěn)定；膜片彈簧的分離指起到分離杠桿的作用，這樣，省去了多組分離杠桿裝置， 零件數(shù)目減少，質(zhì)量也減輕；在滿(mǎn)足相同壓緊力的情況下，

2、膜片彈簧的軸向尺寸較螺 旋彈簧小，在有限的空間內(nèi)便于布置，使離合器的結(jié)構(gòu)更為緊湊；同時(shí)膜片彈簧是圓 形旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)零件，平衡性好，在高速時(shí)，其壓緊力降低很少。并且制造工藝水平的不 斷提高，膜片彈簧離合器越來(lái)越廣泛運(yùn)用在現(xiàn)在汽車(chē)中。 離合器主要由三部分組成：主動(dòng)部分、從動(dòng)部分和操作機(jī)構(gòu)。作者設(shè)計(jì)思路按照 這三個(gè)部分依次進(jìn)行，設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)要概述如下： 1) 根據(jù)整車(chē)應(yīng)達(dá)到一系列性能要求完成了汽車(chē)的總體設(shè)計(jì)。 2) 根據(jù)前面的汽車(chē)總體設(shè)計(jì)結(jié)果，對(duì)離合器基本尺寸、參數(shù)進(jìn)行了選擇。 3) 對(duì)離合器各零部件進(jìn)行匹配性設(shè)計(jì)，并進(jìn)行校核計(jì)算。 4) 對(duì)操縱機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)和液壓式操縱機(jī)構(gòu)系統(tǒng)適

3、 用場(chǎng)合和優(yōu)缺點(diǎn)的分析，選擇液壓式操縱機(jī)構(gòu)作為該輕型汽車(chē)的操縱機(jī)構(gòu)。 關(guān)鍵詞：離合器 操縱機(jī)構(gòu) 壓盤(pán) 膜片彈簧 非線性彈性特性 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 Abstract The paper mainly designs the fundamental parameters of the clutch to make better match to the total performance parameter requirement of the 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第2頁(yè) car. The clutch is the friction dev

4、ice which is connected with the engine directly in the power train .Its purpose is to provide smooth engagement and disengagement of the engine from manual transmission. By means of the clutch, it can make the car reasonable and comfortable start , avoid violent shock while shifting the gears inside

5、 the transmission and prevent each parts of the power train from damaging because of overload. Diaphragm spring clutch have some advantage over spiral spring clutch: During the whole abrasion of friction plate, the nonlinearity elastic property of diaphragm spring ensures the pressing force to the p

6、late remaining practically unchanged, Therefore, the working performance is much more stability. The center portion of the diaphragm spring is slit into numerous fingers that act as release levers. As several groups of the separation devices leaves out, the number of parts and the total mass decreas

7、e to some degree; under the same requirement pressing force circumstances, the axial dimension of the diaphragm spring is shorter than the spiral spring, Therefore, the clutch can depose compactness in confined space; diaphragm spring is circular rotational symmetry part so that it can obtain good b

8、alance at high speed. Meanwhile, with the improvement of manufacturing process levels, diaphragm spring clutch application in modern cars is doomed to becoming much more popularity. The dry clutch mechanism includes three basic parts: driving member, driven member and operating members. The author p

9、erforms his paper just in accordance with this turns, the procedure sum up as follows: 1) According to the overall requirement of the car, the overall design is accomplished 2) Based on the former overall design outcome, the fundamental structure and parameters is to be selected. 3) By the best matc

10、h principles, the author designs the various parts of diaphragm spring clutch appearance and material parameters .Through checking calculation and modification again and again, the results is good. 4) The operation device selecting and design. Compared the mechanical type control system with the hyd

11、raulic pressure type control system in strengths and weaknesses and application range, the author selects the hydraulic pressure type control system as the light- duty vehicles operation device. Key words：Clutch Operating Mechanism Pressure plate Diaphragm Spring Nonlinearity elastic property 畢業(yè)論文（設(shè)

12、計(jì)） 共 32 頁(yè)第3頁(yè) 目目 錄錄 第一章 前言 2 第二章 離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 2.1 離合器的結(jié)構(gòu)選擇與類(lèi)型 5 2.2 壓緊彈簧布置形式的選側(cè) 6 2.3 壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式 8 3.離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 3.1 離合器設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)12 3.2 摩擦片主要參數(shù)的選擇12 3.3 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化14 3.4 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇16 3.5 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)17 3.6 膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系18 3.7 膜片彈簧的應(yīng)力計(jì)算20 3.8 扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì)23 3.9 減振彈簧的設(shè)計(jì)25 3.10 操縱機(jī)構(gòu)26 3.11 從動(dòng)軸的計(jì)算27 3.12 從動(dòng)盤(pán)轂28 3.13 分離軸

13、承的壽命計(jì)算29 3.14 本章小結(jié)30 參考文獻(xiàn)31 致 謝32 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第4頁(yè) 第 1 章 前言 1.1 選題的目的 本次設(shè)計(jì)，我力爭(zhēng)把離合器設(shè)計(jì)系統(tǒng)化，為離合器設(shè)計(jì)者提供一定的參考價(jià)值。 拋棄傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器，設(shè)計(jì)新式的拉式膜片彈簧離合器是本次設(shè)計(jì)的主要 特點(diǎn)。 1.2 離合器發(fā)展歷史 近年來(lái)各國(guó)政府都從資金、技術(shù)方面大力發(fā)展汽車(chē)工業(yè)，使其發(fā)展速度明顯比其 它工業(yè)要快的多，因此汽車(chē)工業(yè)迅速成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。 對(duì)于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，離合器在機(jī)械傳動(dòng)系中作為一個(gè)獨(dú)立的總成而存在，它是 汽車(chē)傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接聽(tīng)總成。目前，各種汽車(chē)廣泛采用的摩擦

14、式離合器 主要依靠主、從動(dòng)部分之間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。 在早期研發(fā)的離合器中，錐形離合器最為成功?，F(xiàn)今所用的盤(pán)片式離合器的先驅(qū) 是多片盤(pán)式離合器，它是直到 1925 年以后才出現(xiàn)的。20 世紀(jì) 20 年代末，直到進(jìn)入 30 年代時(shí)，只有工程車(chē)輛、賽車(chē)和大功率的轎車(chē)上才采用多片離合器。多年的實(shí)踐 經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式離合器1。 近來(lái)，人們對(duì)離合器的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)正逐步地 向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式的操縱形式正向自動(dòng)操縱的形式發(fā) 展。因此，提高離合器的可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速，增加離合 器傳遞轉(zhuǎn)矩

15、的能力和簡(jiǎn)化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢(shì)。 隨著汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率不斷提高和汽車(chē)電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對(duì)離合器 的要求越來(lái)越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié) 構(gòu)正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式正向自動(dòng)操縱的形式發(fā) 展。因此，提高離合器的可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速，增加離合 器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡(jiǎn)化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，設(shè)計(jì) 工作已從手工轉(zhuǎn)向電腦，包括計(jì)算、性能演示、計(jì)算機(jī)繪圖、制成后的故障統(tǒng)計(jì)等等。 1.3 離合器概述 按動(dòng)力傳遞順序來(lái)說(shuō)，離合器應(yīng)是傳動(dòng)系中的第一個(gè)總成。顧名思義，離合器是 “離”與“

16、合”矛盾的統(tǒng)一體。離合器的工作，就是受駕駛員操縱，或者分離，或者 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第5頁(yè) 接合，以完成其本身的任務(wù)。離合器是設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)， 其功用是能夠在必要時(shí)中斷動(dòng)力的傳遞，保證汽車(chē)平穩(wěn)地起步；保證傳動(dòng)系換檔時(shí)工 作平穩(wěn)；限制傳動(dòng)系所能承受的最大扭矩，防止傳動(dòng)系過(guò)載。為使離合器起到以上幾 個(gè)作用，目前汽車(chē)上廣泛采用彈簧壓緊的摩擦式離合器，摩擦離合器所能傳遞的最大 扭矩取決于摩擦面間的工作壓緊力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面狀況等。即主要 取決于離合器基本參數(shù)和主要尺寸。膜片彈簧離合器在技術(shù)上比較先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)性合理， 同時(shí)其性能良好，使用可靠性高壽命長(zhǎng)，結(jié)

17、構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，操作輕便，在保證可靠地 傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的前提下，有以下優(yōu)點(diǎn)2： （1）結(jié)合時(shí)平順、柔和，使汽車(chē)起步時(shí)不震動(dòng)、沖擊； （2）離合器分離徹底； （3）從動(dòng)部分慣量小，以減輕換檔時(shí)齒輪副的沖擊； （4）散熱性能好； （5）高速回轉(zhuǎn)時(shí)只有可靠強(qiáng)度； （6）避免汽車(chē)傳動(dòng)系共振，具有吸收震動(dòng)、沖擊和減小噪聲能力； （7）操縱輕便； （8）工作性能（最大摩擦力矩和后備系數(shù)保持穩(wěn)定） ； maxe T （9）使用壽命長(zhǎng)。 1.3.1 離合器的功用 離合器可使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系逐漸接合，保證汽車(chē)平穩(wěn)起步。如前所述，現(xiàn)代車(chē)用 活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)不能帶負(fù)荷啟動(dòng)，它必須先在空負(fù)荷下啟動(dòng)，然后再逐漸加載。發(fā)動(dòng)機(jī)

18、 啟動(dòng)后，得以穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速約為 300500r/min，而汽車(chē)則只能由靜止開(kāi)始起 步，一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)著的發(fā)動(dòng)機(jī)，要帶一個(gè)靜止的傳動(dòng)系，是不能突然剛性接合的。因?yàn)槿?果是突然的剛性連接，就必然造成不是汽車(chē)猛烈攢動(dòng)，就是發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。所以離合器 可使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系逐漸地柔和地接合在一起，使發(fā)動(dòng)機(jī)加給傳動(dòng)系的扭矩逐漸變大， 至足以克服行駛阻力時(shí)，汽車(chē)便由靜止開(kāi)始緩慢地平穩(wěn)起步了。 雖然利用變速器的空檔，也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的分離。但變速器在空檔位 置時(shí)，變速器內(nèi)的主動(dòng)齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)還是連接的，要轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，就必須和變速器內(nèi) 的主動(dòng)齒輪一起拖轉(zhuǎn)，而變速器內(nèi)的齒輪浸在黏度較大的齒輪油中，拖轉(zhuǎn)它的阻力是

19、很大的。尤其在寒冷季節(jié)，如沒(méi)有離合器來(lái)分離發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)是很困 難的。所以離合器的第二個(gè)功用，就是暫時(shí)分開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的聯(lián)系，以便于發(fā)動(dòng) 機(jī)起動(dòng)。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第6頁(yè) 汽車(chē)行駛中變速器要經(jīng)常變換檔位，即變速器內(nèi)的齒輪副要經(jīng)常脫開(kāi)嚙合和進(jìn)入 嚙合。如在脫檔時(shí)，由于原來(lái)嚙合的齒面壓力的存在，可能使脫檔困難，但如用離合 器暫時(shí)分離傳動(dòng)系，即能便利脫檔。同時(shí)在掛檔時(shí)，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒 輪副圓周速度達(dá)到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會(huì)造成掛檔沖 擊甚至掛不上檔，此時(shí)又需要離合器暫時(shí)分開(kāi)傳動(dòng)系，以便使與離合器主動(dòng)齒輪聯(lián)結(jié) 的質(zhì)量減小，這樣即可以減

20、少掛擋沖擊以便利換檔。 離合器所能傳遞的最大扭矩是有一定限制的，在汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)系受到很 大的慣性負(fù)荷，此時(shí)由于離合器自動(dòng)打滑，可避免傳動(dòng)系零件超載損壞，起保護(hù)作用。 1.3.2 現(xiàn)代汽車(chē)離合器應(yīng)滿(mǎn)足的要求 根據(jù)離合器的功用，它應(yīng)滿(mǎn)足下列主要要求： （1）能在任何行駛情況下，可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩。為此，離合器的摩 擦力矩（）應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩（） ； c T maxe T （2）接合平順、柔和。即要求離合器所傳遞的扭矩能緩和地增加，以免汽車(chē)起 步?jīng)_撞或抖動(dòng)； （3）分離迅速、徹底。換檔時(shí)若離合器分離不徹底，則飛輪上的力矩繼續(xù)有一 部份傳入變速器，會(huì)使換檔困難，引起齒輪的沖擊響聲；

21、 （4）從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。離合器分離時(shí)，和變速器主動(dòng)齒輪相連接的質(zhì)量就 只有離合器的從動(dòng)盤(pán)。減小從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，換檔時(shí)的沖擊即降低； （5）具有吸收振動(dòng)、噪聲和沖擊的能力； （6）散熱良好，以免摩擦零件因溫度過(guò)高而燒裂或因摩擦系數(shù)下降而打滑； （7）操縱輕便，以減少駕駛員的疲勞。尤其是對(duì)城市行駛的轎車(chē)和公共汽車(chē)， 非常重要； （8）摩擦式離合器，摩擦襯面要耐高溫、耐磨損，襯面磨損在一定范圍內(nèi)，要 能通過(guò)調(diào)整，使離合器正常工作。 1.3.3 離合器工作原理 如圖 1.1 所示，摩擦離合器一般是有主動(dòng)部分、從動(dòng)部分組成、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱 機(jī)構(gòu)四部分組成。 離合器在接合狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩自曲軸傳出

22、，通過(guò)飛輪 2 和壓盤(pán)借摩擦作用傳 給從動(dòng)盤(pán) 3，在通過(guò)從動(dòng)軸傳給變速器。當(dāng)駕駛員踩下踏板時(shí)，通過(guò)拉桿，分離叉、 分離套筒和分離軸承 8，將分離杠桿的內(nèi)端推向右方，由于分離杠桿的中間是以離合 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第7頁(yè) 器蓋 5 上的支柱為支點(diǎn)，而外端與壓盤(pán)連接，所以能克服壓緊彈簧的力量拉動(dòng)壓盤(pán)向 左，這樣，從動(dòng)盤(pán) 3 兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩就不再傳入變 速器，離合器處于分離狀態(tài)。當(dāng)放開(kāi)踏板，回位彈簧克服各拉桿接頭和支承中的摩擦 力，使踏板返回原位。此時(shí)壓緊彈簧就推動(dòng)壓盤(pán)向右，仍將從動(dòng)盤(pán) 3 壓緊在飛輪上 2，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩又傳入變速器。 1-軸承 2-飛輪

23、3-從動(dòng)盤(pán) 4-壓盤(pán) 5-離合器蓋螺栓 6-離合器蓋 7-膜片彈簧 8-分離軸承 9-軸 圖 1.1 離合器總成 1.3.4 拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn) 與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點(diǎn)：取消了中間支承各零件，并不 用支承環(huán)或只用一個(gè)支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更少；拉 式膜片彈簧是中部與壓盤(pán)相壓在同樣壓盤(pán)尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧， 提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時(shí)，可采用 尺寸較小的結(jié)構(gòu)；在接合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更 高；拉式的杠桿比大于推式的杠桿比，且中間支承減少了摩擦損失，傳動(dòng)效率較高

24、， 踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約；無(wú)論在接合狀態(tài)%30%25 或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構(gòu)的膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損 后不會(huì)形成間隙而增大踏板自由行程，不會(huì)產(chǎn)生沖擊和哭聲；使用壽命更長(zhǎng)。 1.4 設(shè)計(jì)的預(yù)期成果 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第8頁(yè) 本次設(shè)計(jì)，我將取得如下成果：1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)：（1）離合器各零件的結(jié)構(gòu)； （2）離合器主要參數(shù)的選擇與優(yōu)化；（3）膜片彈簧的計(jì)算與優(yōu)化；（4）扭轉(zhuǎn)減振 器的設(shè)計(jì)；（5）離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。2、圖紙有：扭轉(zhuǎn)減振器、摩擦片、膜 片彈簧、從動(dòng)盤(pán)、軸、壓盤(pán)、離合器總成。 第 2 章 離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了達(dá)到計(jì)劃

25、書(shū)所給的數(shù)據(jù)要求，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)車(chē)型的類(lèi)別、使用要求、制造條 件，以及“系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化”的要求等，合理選擇離合器結(jié)構(gòu)。 2.1 離合器結(jié)構(gòu)選擇與論證 2.1.1 摩擦片的選擇 單片離合器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量小，在使用時(shí)能保證分離徹底接合平順，所以被廣泛使用于轎車(chē)和中、小型貨 車(chē)，因此該設(shè)計(jì)選擇單片離合器。摩擦片數(shù)為 2。 2.1.2 壓緊彈簧布置形式的選擇 離合器壓緊裝置可分為周布彈簧式、中央彈簧式、斜置彈簧式、膜片彈簧式等。 其中膜片彈簧的主要特點(diǎn)是用一個(gè)膜片彈簧代替螺旋彈簧和分離杠桿。膜片彈簧與其 他幾類(lèi)相比又有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)9： （1）由

26、于膜片彈簧有理想的非線性特征,彈簧壓力在摩擦片磨損范圍內(nèi)能保證大 致不變，從而使離合器在使用中能保持其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力不變。當(dāng)離合器分離時(shí)，彈 簧壓力不像圓柱彈簧那樣升高，而是降低，從而降低踏板力； （2）膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，軸向尺寸小， 零件數(shù)目少，質(zhì)量?。?（3）高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱彈簧壓緊力明顯下降； （4）由于膜片彈簧大斷面環(huán)形與壓盤(pán)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(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)； （6）平衡性好； （7）有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第9頁(yè)

27、 但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對(duì)材料質(zhì)量和尺寸精度要求高，其非線性特性在 生產(chǎn)中不易控制，開(kāi)口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。近年來(lái)，由于材料性能的提 高，制造工藝和設(shè)計(jì)方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，我選用膜 片彈簧式離合器。 2.1.3 壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式 在膜片彈簧離合器中，扭矩從離合器蓋傳遞到壓盤(pán)的方法有三種9： （1）凸臺(tái)窗孔式：它是將壓盤(pán)的背面凸起部分嵌入在離合器蓋上的窗孔內(nèi)， 通過(guò)二者的配合，將扭矩從離合器蓋傳到壓盤(pán)上，此方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多；缺點(diǎn)： 壓盤(pán)上凸臺(tái)在傳動(dòng)過(guò)程中存在滑動(dòng)摩擦，因而接觸部分容易產(chǎn)生分離不徹底。 （2）徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)式：這種方式使用彈簧剛制的徑向

28、片將離合器蓋和壓盤(pán)連接 在一起，此傳動(dòng)的方式較上一種在結(jié)構(gòu)上稍顯復(fù)雜一些，但它沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)部分，因 而不存在磨損，同時(shí)踏板力也需要的小一些，操縱方便；另外，工作時(shí)壓盤(pán)和離合器 蓋徑向相對(duì)位置不發(fā)生變化，因此離合器蓋等旋轉(zhuǎn)物件不會(huì)失去平衡而產(chǎn)生異常振動(dòng) 和噪聲。 （3） 徑向傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式：它用彈簧鋼制的傳動(dòng)片將壓盤(pán)與離合器蓋連接在 一起，除傳動(dòng)片的布置方向是沿壓盤(pán)的弦向布置外，其他的結(jié)構(gòu)特征都與徑向傳動(dòng)驅(qū) 動(dòng)方式相同。經(jīng)比較，我選擇徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。 2.1.4 分離杠桿、分離軸承 分離杠桿的作用由膜片彈簧承擔(dān)，其作用是通過(guò)分離軸承克服離合器彈簧的推力 并推動(dòng)壓盤(pán)移動(dòng)，從而使壓盤(pán)與從動(dòng)盤(pán)和從動(dòng)

29、盤(pán)與飛輪相互分離，截?cái)鄤?dòng)力的傳遞， 分離杠桿要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受反復(fù)作用在其上面的彎曲應(yīng)力，分離軸承 的作用是通過(guò)分離叉的作用使分離軸承沿變速器前端蓋導(dǎo)向套作軸向移動(dòng)，推動(dòng)旋轉(zhuǎn) 中的膜片彈簧中部分離前端，使離合器起到分離作用。分離本次設(shè)計(jì)選用的是油封軸 承，它可以將潤(rùn)滑脂密封在軸承殼內(nèi)，使用中不需要增加潤(rùn)滑，相比供油式軸承則需 增加。 2.1.5 離合器的散熱通風(fēng) 試驗(yàn)表明，摩擦片的磨損是隨壓盤(pán)溫度的升高而增大的，當(dāng)壓盤(pán)工作表面超過(guò) C 時(shí)摩擦片磨損劇烈增加，正常使用條件的離合器盤(pán)，工作表面的瞬時(shí)溫200180 度一般在C 以下。在特別頻繁的使用下，壓盤(pán)表面的瞬時(shí)溫度有可能達(dá)到180

30、 。過(guò)高的溫度能使壓盤(pán)受壓變形產(chǎn)生裂紋和碎裂。為使摩擦表面溫度不致過(guò)C 1000 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第10頁(yè) 高，除要求壓盤(pán)有足夠大的質(zhì)量以保證足夠的熱容量外，還要求散熱通風(fēng)好。改善離 合器散熱通風(fēng)結(jié)構(gòu)的措施有：在壓盤(pán)上設(shè)散熱筋，或鼓風(fēng)筋；在離合器中間壓盤(pán)內(nèi)鑄 通風(fēng)槽；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風(fēng)；在離合器外殼內(nèi)裝導(dǎo)流 罩。膜片彈簧式離合器本身構(gòu)造能良好實(shí)現(xiàn)通風(fēng)散熱效果，故不需作另外設(shè)置。 2.1.6 從動(dòng)盤(pán)總成 從動(dòng)盤(pán)總成由摩擦片，從動(dòng)片，減震器和從動(dòng)盤(pán)穀等組成。它雖然對(duì)離合器工作 性能影響很大的構(gòu)件，但是其工作壽命薄弱，因此在結(jié)構(gòu)和材料上的選擇是設(shè)計(jì)的重 點(diǎn)。從

31、動(dòng)盤(pán)總成應(yīng)滿(mǎn)足如下設(shè)計(jì)要求： （1）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減小變速器換檔時(shí)輪齒簡(jiǎn)單沖擊； （2）應(yīng)具有軸向彈性，使離合器接合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻， 減小磨損。 （3）應(yīng)裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動(dòng)系共振，并緩和沖擊。 1、摩擦片要求 摩擦系數(shù)穩(wěn)定、工作溫度、單位壓力的變化對(duì)其影響要小，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和 耐磨性；熱穩(wěn)定性好，磨合性好，密度?。挥欣诮Y(jié)合平順，長(zhǎng)期停放離合器摩擦片 不會(huì)粘著現(xiàn)象的。綜上所述，選擇石棉基材料。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉織物、 粘結(jié)劑（樹(shù)脂或硅膠）和特種添加劑熱壓制成，其摩擦系數(shù)為 0.250.3，密度小， 價(jià)格便宜，多年來(lái)在汽車(chē)離合器上使用效果良好。同時(shí)，摩

32、擦片從動(dòng)鋼片用鉚釘連接， 連接可靠，更換摩擦片方便，而且適宜在從動(dòng)鋼片上裝波形彈簧片以獲得軸向彈性。 2、從動(dòng)盤(pán)的軸向彈性 從動(dòng)盤(pán)的軸向彈性可改善離合器性能，使離合器接合柔和，摩擦面接觸均勻，磨 損較小。為使從動(dòng)盤(pán)有軸向彈性，單獨(dú)制造扇形波狀彈簧與從動(dòng)鋼片鉚接。波狀彈簧 可用比鋼片輕薄的材料制造，軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，適宜高速旋轉(zhuǎn)，且彈簧對(duì) 置分布，彈性好。因此設(shè)計(jì)中選用此類(lèi)彈簧。 3、扭轉(zhuǎn)減震器 扭轉(zhuǎn)減震器幾乎是現(xiàn)代汽車(chē)離合器從動(dòng)盤(pán)上必備的部件，主要由彈性元件和阻尼 元件組成。彈性元件可降低傳動(dòng)系的首端扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階 固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避免由

33、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵(lì)引起的共 振。但是,這種共振往往難以避免。汽車(chē)行駛在不平的道路上行駛阻力也會(huì)時(shí)刻變化。 當(dāng)由于路面不平引起的激力頻率與傳動(dòng)系的某階自振頻率重合時(shí)，也會(huì)發(fā)生共振現(xiàn)象。 阻尼元件則可有效的耗散此時(shí)的振動(dòng)能量，因而扭轉(zhuǎn)減震器可有效地降低傳動(dòng)系共振 載荷與噪聲。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第11頁(yè) 扭轉(zhuǎn)減震器的彈性特性，又線性和非線性?xún)煞N。彈性元件采用圓柱螺旋彈簧的減 震器，其彈性特點(diǎn)為線性。阻尼元件采用摩擦片通過(guò)碟形彈簧建立阻尼默片的正應(yīng)力， 其阻尼力矩比較穩(wěn)定。因此發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩實(shí)際上是通過(guò)一些彈性元件傳遞到傳動(dòng)系的。 摩擦式扭轉(zhuǎn)減震器工作原理：離合器工作時(shí)，扭矩從摩擦片傳給

34、從動(dòng)鋼片再傳給 從動(dòng)盤(pán)轂，此時(shí)彈簧被壓縮，從動(dòng)鋼片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂前移（從動(dòng)轂邊緣上的缺口控制 著鋼片與轂的最大位移） 。 2.2 離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 在進(jìn)行離合器的具體設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)保證傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為前提，然后滿(mǎn)足 下列條件15: （1）如前所述，扇形波狀彈簧對(duì)置分布鉚接在從動(dòng)鋼片上，并在從動(dòng)盤(pán)上設(shè)置 扭轉(zhuǎn)減震器保證離合器接合柔和，摩擦片制成一定錐度（從動(dòng)盤(pán)錐形量約為 0.5mm） 使其大端面向飛輪，這樣從動(dòng)盤(pán)轂在從動(dòng)軸（即變速器第一軸）花鍵上易于滑動(dòng)，有 利于離合器徹底分離。 （2）離合器主動(dòng)部分與從動(dòng)部分的連接和支撐形式，離合器的主動(dòng)部分包括飛 輪，離合器蓋與他們一起轉(zhuǎn)動(dòng)并能軸向移動(dòng)

35、的壓盤(pán)，壓盤(pán)通過(guò)鋼片與離合器蓋相連， 離合器從動(dòng)部分有從動(dòng)盤(pán)，從動(dòng)軸，從動(dòng)軸裝在飛輪與壓盤(pán)之間，可在從動(dòng)軸花鍵上 滑動(dòng)，設(shè)計(jì)時(shí)把離合器從動(dòng)軸的前軸承安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的中心孔內(nèi)。 （3）離合器從動(dòng)軸的軸向定位及軸承潤(rùn)滑，離合器從動(dòng)軸在安裝后應(yīng)保持軸向 定位，在拆卸時(shí)便于離合器中抽出來(lái)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)使從動(dòng)軸前軸承外圓與飛輪為過(guò) 渡配合，而前軸承內(nèi)圈與從動(dòng)軸為間隙配合，離合器的從動(dòng)軸軸向定位是靠從動(dòng)軸后 軸承來(lái)保證的。離合器分離軸承靠注入黃油潤(rùn)滑的，而從動(dòng)軸前軸承靠油杯定期注入 潤(rùn)滑。 為防止?jié)櫥土鞯侥Σ烈r面，造成離合器打滑，除在軸承處安有自緊油封外， 還在飛輪上開(kāi)泄油孔。 （4）離合器運(yùn)動(dòng)零件的

36、限位，離合器處于接合時(shí)為使壓盤(pán)與摩擦片很好接合， 應(yīng)使分離彈簧與分離軸承之間保持一定間隙，這是分離軸承回位彈簧加以保證。分離 時(shí)，應(yīng)對(duì)踏板的最大行程加以限制。 2.3 離合器主要零件的設(shè)計(jì) 2.3.1 從動(dòng)盤(pán) 扇形波狀彈簧兩兩對(duì)置鉚接與從動(dòng)鋼片上，兩側(cè)在鉚接摩擦片，鉚釘都采用鋁制 埋頭鉚釘，摩擦襯面在鉚接后腰磨削加工，使其工作表面的不平度誤差小于 0.2mm， 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第12頁(yè) 從動(dòng)盤(pán)本體采用 45 號(hào)鋼沖壓加工得到，為防止其彎曲變形而引起分離不徹底，一般 在從動(dòng)盤(pán)本體上設(shè)徑向切口。 2.3.2 摩擦片 摩擦片在性能上要滿(mǎn)足如下要求： （1）摩擦系數(shù)穩(wěn)定，工作溫度，滑磨速

37、度，單位壓力的變化對(duì)其影響； （2）具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，熱穩(wěn)定性好； （3）有利于接合平順；4.長(zhǎng)期停放離合器摩擦面會(huì)發(fā)生粘著現(xiàn)象。 （4）摩擦片選用材料為石棉基摩擦材料，它是由石棉或石棉織物、粘結(jié)劑和特 種添加劑熱壓而成，其摩擦系數(shù)為。石棉基摩擦材料密度小，工作溫度小35. 02 . 0 于 180，價(jià)格便宜，使用效果良好，在汽車(chē)離合器中廣泛使用。 2.3.3 膜片彈簧 膜片彈簧使用優(yōu)質(zhì)高精質(zhì)鋼。其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料為 60SiMnA。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對(duì)膜片彈簧進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，得具有高抗 疲勞能力的回火索氏體。要防止膜片內(nèi)緣離開(kāi)，同時(shí)對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理

38、（將彈 簧壓平并保持小時(shí)） ，使其高壓力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應(yīng)力，對(duì)膜1412 片彈簧的凹表面進(jìn)行噴丸處理，噴丸是 0.8 的白口鐵小丸， 可提高彈簧的疲勞壽命。 同時(shí)，為提高分離指的耐磨性，對(duì)其進(jìn)行局部高頻淬火式鍍鉻。采用乳白鍍鉻，若膜 片彈簧許用應(yīng)力可取為 15001700N/mm2。 2.3.4 壓盤(pán) 壓盤(pán)的材料選用 HT20-40 鑄造制成。它要有一定的質(zhì)量和剛度，以保證足夠的 熱容量和防止溫度升高而產(chǎn)生的彎曲變形。壓盤(pán)應(yīng)與飛輪保持良好的對(duì)中，并進(jìn)行靜 平衡。壓盤(pán)的摩擦工作面需平整光滑，其端面粗糙不低于 0.8。壓盤(pán)殼用 M812mm 螺栓將其一端固定在飛輪端面上，另一端固定在

39、壓盤(pán)端面上。 2.3.5 離合器蓋 離合器蓋的膜片彈簧支撐處須具有較大的剛度和較高的尺寸精度，壓盤(pán)高度（叢 承壓點(diǎn)到摩擦面的距離）公差要小，支撐環(huán)和支撐鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性 好，膜片彈簧的支撐形式采用鉚釘作支承時(shí)，如果分離軸承與曲軸中心線不同心，可 引起鉚釘?shù)倪^(guò)度磨損。提高鉚釘硬度的套筒和支承與曲軸中心線不同心，亦可引起鉚 釘?shù)倪^(guò)度。提高鉚釘硬度的套筒和支承圈是提高耐磨性的結(jié)構(gòu)措施，采用 10 鋼材材 料、HRc40-50。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第13頁(yè) 2.42.4 本章小結(jié) 本章系統(tǒng)介紹了膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)，并講述了離合器各零件的結(jié)構(gòu)和材料， 以及各部分的連接關(guān)系，為

40、下章離合器的計(jì)算打下基礎(chǔ)。 第 3 章 離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 離合器設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù) 表 3.1 離合器原始數(shù)據(jù) 汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)形式42 汽車(chē)最大加載質(zhì)量2000 kg汽車(chē)的質(zhì)量4325 kg 發(fā)動(dòng)機(jī)位置前置 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率75KW發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速4500r/min 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩170N.m 離合器形式機(jī)械、干式、單片、膜片彈簧（壓式） 操縱形式液壓人力操縱 摩擦片最大外徑f=225mm 踏板行程mm15080 i0=6.17 ig1=5.913 ig2=2.659 ig3=1.775 ig4=1.000 汽車(chē)最大時(shí)速110 km/h 3.2 摩擦片主要參數(shù)的選擇 采用單片摩擦離合器是利用摩擦來(lái)傳

41、遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的，為保證可靠度，離合器靜 摩擦力矩應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 c T maxe T 摩擦片的靜壓力： （3.1） maxeC TT （ 式中：離合器后備系數(shù)（） 1 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩可由式: （3.2）求得 p e e n P T max max 9549 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第14頁(yè) 式中： Kw,r/min。 在 1.11.3 之間 ，取 =1.16，則75 max e P4500 p n N.m196 max e T （1）后備系數(shù) 是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的可靠程 度，選擇 時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：a. 摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器 還

42、能確保傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩；b. 防止離合器本身滑磨程度過(guò)大；c. 要求能夠防止 傳動(dòng)系過(guò)載。通常轎車(chē)和輕型貨車(chē) =1.21.75。結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)際情況，故選擇 =1.5。 則有 可有表 3.2 查得 1.5。 表 3.2 離合器后備系數(shù)的取值范圍 車(chē)型后備系數(shù) 乘用車(chē)及最大總質(zhì)量小于 6t 的商用車(chē)1.201.75 最大總質(zhì)量為 614t 的商用車(chē)1.502.25 掛車(chē)1.804.00 摩擦片的外徑可有式: （3.3） 求得 maxeD TKD 為直徑系數(shù)，取值見(jiàn)表 3.3 取 得 D=221.11mm。 D K16 D K 表 3.3 直徑系數(shù)的取值范圍 車(chē)型 直徑系數(shù) D K 乘用車(chē)14.6

43、16.018.5(單片離合器)最大總質(zhì)量為 1.814.0t 的商用車(chē) 13.515.0(雙片離合器) 最大總質(zhì)量大于 14.0t 的商用車(chē)22.524.0 摩擦片的尺寸已系列化和標(biāo)準(zhǔn)化,標(biāo)準(zhǔn)如下表(部分): 表 3.4 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑 Dmm160180200225250280300325 內(nèi)徑 dmm110125140150155165175190 厚度/mm3.23.53.53.53.53.53.53.5 3 1 C 0.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.585 DdC 0.6760.6670.6570.7030.7620.7960.

44、8020.800 單面面積 cm2106132160221302402466546 摩擦片的摩擦因數(shù)取決于摩擦片所用的材料及基工作溫度、單位壓力和滑磨速f 度等因素。可由表 3.5 查得： 摩擦面數(shù) Z 為離合器從動(dòng)盤(pán)數(shù)的兩倍，決定于離合器所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小及其結(jié) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第15頁(yè) 構(gòu)尺寸。本題目設(shè)計(jì)單片離合器，因此 Z=2。離合器間隙 t 是指離合器處于正常接 合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置時(shí)，為保證摩擦片正常磨損過(guò)程中離合 器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。該間隙 t 一般為 34mm。取 t=4mm。 表 3.5 摩擦材料的摩擦因數(shù)的

45、取值范圍 摩擦材料 摩擦因數(shù)f 模壓0.200.25石棉基材料 編織0.250.35 銅基0.250.35粉末冶金材料 鐵基0.300.50 金屬陶瓷材料 0.4 離合器的靜摩擦力矩為： （3.4） cc fFZRT 與式（3.1）聯(lián)立得： （3.5） 3 3 max 1 12 CfzD Te 代入數(shù)據(jù)得：?jiǎn)挝粔毫Pa。23 . 0 0 p 表 3.6 摩擦片單位壓力的取值范圍 摩擦片材料 單位壓力/MPa 0 p 模壓0.150.25石棉基材料 編織0.250.35 模壓粉末冶金材料 編織 0.350.50 金屬陶瓷材料0.701.50 3.3 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化 （1）摩擦片外徑 D（

46、mm）的選取應(yīng)使最大圓周速度不超過(guò) 6570m/s，即 0 v m/sm/s （3.6）01.5310225 60 10 60 33 max Dnv eD 7065 式中，為摩擦片最大圓周速度（m/s） ；為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速(r/min)。 0 v maxe n 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第16頁(yè) （2）摩擦片的內(nèi)、外徑比應(yīng)在 0.530.70 范圍內(nèi)，即 C 7 . 067 . 0 53 . 0 C （3）為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過(guò)載，不同車(chē)型 的 值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為 1.24.0。 （4）為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片內(nèi)徑 d 必須大于減振器振器彈簧

47、位置 直徑約 50mm，即 0 2R mm 502 0 Rd （5）為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過(guò)載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng) 小于其許用值，即 （3.7） 0 22 0 212 . 0 4 c c c T dDZ T T 式中，為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩(N.m/mm2)，可按表 3.6 選取 0c T 經(jīng)檢查,合格。 表 3.7 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值 離合器規(guī)格 210250210325250325 2 0 10/ c T 028030035040 （6）為降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，對(duì)于不同車(chē)型，單位壓 力的最大范圍為 0.111.50MPa,即 0 p MPa

48、MPaMPa10 . 0 23 . 0 0 p50 . 1 （7）為了減少汽車(chē)起步過(guò)程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過(guò)高而發(fā)生 燒傷,離合器每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值,即 （3.8） 22 4 dDZ W 式中,為單位摩擦面積滑磨(J/mm2)；為其許用值(J/mm2)，對(duì)于乘用車(chē)： J/mm2，對(duì)于最大總質(zhì)量小于 6.0t 的商用車(chē)：J/mm2，對(duì)于最大40. 033 . 0 總質(zhì)量大于 6.0t 商用車(chē)：J/mm2：W 為汽車(chē)起步時(shí)離合器接合一次所產(chǎn)生25 . 0 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第17頁(yè) 的總滑磨功（J） ，可根據(jù)下式計(jì)算 （3.9） 22 0 222

49、 1800 g rae ii rmn W 式中，為汽車(chē)總質(zhì)量(Kg)；為輪胎滾動(dòng)半徑（m） ；為汽車(chē)起步時(shí)所用變速器 a m r r g i 擋位的傳動(dòng)比；為主減速器傳動(dòng)比；為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min，計(jì)算時(shí)乘用車(chē)取 0 i e n r/min，商用車(chē)取r/min。其中： m 2000150017 . 6 0 i913 . 5 1 g i6 . 0 r r Kg 代入式（3.9）得J，代入式（3.8）得4325 a m527.14431W ，合格。33 . 0 327 . 0 （8）離合器接合的溫升 mc W t 式中,t 為壓盤(pán)溫升,不超過(guò)C；c 為壓盤(pán)的比熱容，J/(KgC)； 為108 4

50、 . 481c 傳到壓盤(pán)的熱量所占的比例，對(duì)單片離合器壓盤(pán)；，為壓盤(pán)的質(zhì)量5 . 0m Kg15 . 3 m 代入，C，合格。76 . 4 t 3.4 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 1. 比較 H/h 的選擇 此值對(duì)膜片彈簧的彈性特性影響極大，分析式（3.10）中載荷與變形 1 之間的函 數(shù)關(guān)系可知，當(dāng)時(shí)，F(xiàn)2為增函數(shù)；時(shí)，F(xiàn)1有一極值，而該極值點(diǎn)2hH2hH 又恰為拐點(diǎn)；時(shí)，F(xiàn)1有一極大值和極小值；當(dāng)時(shí)，F(xiàn)1極小值在橫2hH2hH 坐標(biāo)上，見(jiàn)圖 3.1。 1- 2- 3-2/hH2/hH22/2hH 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第18頁(yè) 4- 5-22/hH22/hH 圖 3.1 膜片彈簧的彈性

51、特性曲線 為保證離合器壓緊力變化不大和操縱方便，汽車(chē)離合器用膜片彈簧的 H/h 通常在 1.52 范圍內(nèi)選取。常用的膜片彈簧板厚為 24mm，本設(shè)計(jì) ，h=3mm ，2hH 則 H=6mm 。 2. R/r 選擇 通過(guò)分析表明，R/r 越小，應(yīng)力越高，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響越大。 汽車(chē)離合器膜片彈簧根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R/r 常在 1.21.3 的范圍內(nèi)取 值。本設(shè)計(jì)中取，摩擦片的平均半徑mm， 取25 . 1 rR75.93 4 dD Rc c Rr mm 則mm 取整mm 則。94r 5 . 117R118R255 . 1 rR 3.圓錐底角 汽車(chē)膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，圓

52、錐底角 一般在范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)中159 得在之間，合格。分離指數(shù)常取為rRHrRH arctan32.14159 18，大尺寸膜片彈簧有取 24 的，對(duì)于小尺寸膜片彈簧，也有取 12 的，本設(shè)計(jì)所取分 離指數(shù)為 18。 4.切槽寬度 mm，mm，取mm，mm，應(yīng)滿(mǎn)足5 . 32 . 3 1 109 2 3 1 10 2 e r 的要求。 2 e rr 5. 壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑的確定 1 R 1 r 應(yīng)略大于且盡量接近 r，應(yīng)略小于 R 且盡量接近 R。本設(shè)計(jì)取mm， 1 r 1 R116 1 R mm。膜片彈簧應(yīng)用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。國(guó)內(nèi)96 1 r 常用

53、的碟簧材料的為 60SizMnA，當(dāng)量應(yīng)力可取為 16001700N/mm2。 6. 公差與精度 離合器蓋的膜片彈簧支承處，要具有大的剛度和高的尺寸精度，壓力盤(pán)高度（從 承壓點(diǎn)到摩擦面的距離）公差要小，支承環(huán)和支承鉚釘安裝尺寸精度要高，耐磨性要 好。 3.5 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第19頁(yè) （1）為了滿(mǎn)足離合器使用性能的要求，彈簧的與初始錐角應(yīng)在hHrRH 一定范圍內(nèi)，即 2 . 226 . 1hH 1532.149rRH （2）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即 35 . 1 255 . 1 20 . 1 rR 10067.78270hR （3）為了使摩

54、擦片上的壓緊力分布比較均勻，推式膜片彈簧的壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑 （或拉式膜片彈簧的壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑）應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間， 1 R 1 r 即 推式： 24/ )( 1 DRdD 拉式： 5 . 1122/9475.934/ )( 1 DrdD （4）根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求，與，與之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即 1 RR f r 0 r 621 1 RR 620 1 rr 40 0 rrf （5）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用， ，因此杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取， 即 推式： 5 . 43 . 2 11 1 rR rr f 拉式： 0 . 95 . 3 11 1 rR rR f 由（4）和（5

55、）得mm，mm。34 f r32 0 r 3.6 膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系 碟形彈簧的形狀如以錐型墊片，見(jiàn)圖 3.2，它具有獨(dú)特的彈性特征，廣泛應(yīng)用于 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第20頁(yè) 機(jī)械制造業(yè)中。膜片彈簧是具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，在碟簧的小端伸出許多由徑向 槽隔開(kāi)的掛狀部分分離指。膜片彈簧的彈性特性與尺寸如其碟簧部分的碟形彈簧 完全相同（當(dāng)加載點(diǎn)相同時(shí)） 。因此，碟形彈簧有關(guān)設(shè)計(jì)公式對(duì)膜片彈簧也適用。通 過(guò)支承環(huán)和壓盤(pán)加在膜片彈簧上的沿圓周分布的載荷，假象集中在支承點(diǎn)處，用 F1 表示，加載點(diǎn)間的相對(duì)變形（軸向）為 1，則壓緊力 F1與變形 1之間的關(guān)系式為: （3.10） 2 11

56、 1 11 1 2 11 2 1 1 h rR rR 2 H rR rR H rR r /RIn 16 Eh F 式中： E彈性模量，對(duì)于鋼， a MPE 5 101 . 2 泊松比，對(duì)于鋼，=0.3 H膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，其碟簧部分的內(nèi)錐高度 h彈簧鋼板厚度 R彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的大端半徑 r彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的小端半徑 R1壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑 r1支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 圖 3.2 膜片彈簧的尺寸簡(jiǎn)圖 表 3.8 膜片彈簧彈性特性所用到的系數(shù) RrR1r1Hh 118941169663 代入（3.10）得 （3.11） 1 2 1 3 111 15.927356.222537.148 fF

57、 對(duì)（3.11）式求一次導(dǎo)數(shù)，可解出 1=F1的凹凸點(diǎn)，求二次導(dǎo)數(shù)可得拐點(diǎn)。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第21頁(yè) 凸點(diǎn)：mm 時(shí)，N96. 2 1 93.11796 1 F 凹點(diǎn)：mm 時(shí)，N04 . 7 1 98.6748 1 F 拐點(diǎn)：mm 時(shí)，N5 1 9273 1 F 2、當(dāng)離合器分離時(shí)，膜片彈簧加載點(diǎn)發(fā)生變化。設(shè)分離軸承對(duì)膜片彈簧指所加的載荷 為 F2，對(duì)應(yīng)此載荷作用點(diǎn)的變形為 2。由 （3.12） 11 1 11 2 32 . 0 FF rr rR F f （3.13） 1 11 1 2 1 . 3 rR rr f 列出表 3.8: 表 3.9 膜片彈簧工作點(diǎn)的數(shù)據(jù) 1 2.9

58、67.045 2 9.182.18215.5 1 F 11796.936748.989273 2 F 3775.022159.672967.36 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇。從膜片彈簧的彈性特性曲線圖分析出，該曲線的拐點(diǎn) H 對(duì)應(yīng)著膜片彈簧壓平位置，而。新離合器在接合狀態(tài)時(shí)，膜片彈2 111NMH 簧工作點(diǎn) B 一般取在凸點(diǎn) M 和拐點(diǎn) H 之間，且靠近或在 H 點(diǎn)處，一般 ,以保證摩擦片在最大磨損限度 范圍內(nèi)壓緊力從 F1B到 F1A變 H1B1 0 . 18 . 0 化不大。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從 B 變到 C ，為最大限度地減小踏板力，C 點(diǎn)應(yīng) 盡量靠近 N 點(diǎn)。為了保證摩擦片磨損后仍

59、能可靠的傳遞傳矩，并考慮摩擦因數(shù)的下降 ，摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力應(yīng)大于或等于新摩擦片時(shí)的壓緊力，見(jiàn)圖 3.3 A F1 B F1 。3.7 膜片彈簧的應(yīng)力計(jì)算 假定膜片彈簧在承載過(guò)程中其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點(diǎn) O 轉(zhuǎn)動(dòng)（圖 3.4） 。斷面在 O 點(diǎn)沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱?，故該點(diǎn)的切向應(yīng)力為零，O 點(diǎn)以外的 點(diǎn)均存在切向應(yīng)變和切向應(yīng)力?，F(xiàn)選定坐標(biāo)于子午斷面，使坐標(biāo)原點(diǎn)位于中性點(diǎn) O。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第22頁(yè) 令 X 軸平行于子午斷面的上下邊，其方向如上圖所示，則斷面上任意點(diǎn)的切向應(yīng)力為： （3.14） xe y2/x 1 E 2 t 圖 3.3 膜片彈簧工作點(diǎn)

60、位置 式中 碟簧部分子午斷面的轉(zhuǎn)角（從自由狀態(tài)算起） 碟簧部分子有狀態(tài)時(shí)的圓錐底角 e 碟簧部分子午斷面內(nèi)中性點(diǎn)的半徑 e=（R-r）/In(R/r) （3.15） 為了分析斷面中斷向應(yīng)力的分布規(guī)律，將（3.14）式寫(xiě)成 Y 與 X 軸的關(guān)系式： （3.16） E e1 X E 1 2 Y t 2 t 2 t 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第23頁(yè) 圖 3.4 切向應(yīng)力在子午斷面的分布 由上式可知，當(dāng)膜片彈簧變形位置 一定時(shí)，一定的切向應(yīng)力 t在 X-Y 坐標(biāo)系 里呈線性分布。 當(dāng)時(shí)，因?yàn)榈闹岛苄。覀兛梢詫⒖闯? t X) 2 (Y ) 2 ( ) 2 ( ，由上式可寫(xiě)成。此式表明，對(duì)于一定

61、的零應(yīng)力分布在中性) 2 (tg X) 2 (tgY 點(diǎn) O 而與 X 軸承角的直線上。從式（3.16）可以看出當(dāng)時(shí)無(wú)論取任何) 2 ( eX 值，都有。顯然，零應(yīng)力直線為 K 點(diǎn)與 O 點(diǎn)的連線，在零應(yīng)力直線內(nèi)e ) 2 (Y 側(cè)為壓應(yīng)力區(qū)，外側(cè)位拉應(yīng)力區(qū)，等應(yīng)力直線離應(yīng)力直線越遠(yuǎn)，其應(yīng)力越高。由此可 知，碟簧部分內(nèi)緣點(diǎn) B 處切向壓應(yīng)力最大，A 處切向拉應(yīng)力最大，分析表明，B 點(diǎn)的 切向應(yīng)力最大，計(jì)算膜片彈簧的應(yīng)力只需校核 B 處應(yīng)力就可以了，將 B 點(diǎn)的坐標(biāo) X=（e-r）和 Y=h/2 代入（3.17）式有： （3.17） 222 1 2 2 hdrere r e tB 令可以求出切向壓應(yīng)力達(dá)極大值的轉(zhuǎn)角0 d Bd t re2 h P 由于： mm55.105 )94/118ln( 94118 )ln( rR rR e 所以： ，N/mm238 . 0 P -2047.39 tB B 點(diǎn)作為分離指根部的一點(diǎn)，在分離軸承推力 F2作用下還受有彎曲應(yīng)力： （3.18） 2 r 2f rB hbn Frr6 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 共 32 頁(yè)第24頁(yè) 式中 n分離指數(shù)目 n=18 br單個(gè)分離指的根部寬 mm17.11 18 322 18 2 0 r br 因此： N/mm280.689 rB 由于 rB是與切向壓應(yīng)力 t