汽車(chē)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-三菱帕杰羅膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)【全套圖紙】 .pdf

1 第 1 章 緒論 1.1 引言 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 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。 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。 膜片彈簧離合器是近年來(lái)在轎車(chē)和輕型載貨汽車(chē)上廣泛采用的一種離合器 2。因其作為壓簧，可以同時(shí)兼起分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化， 質(zhì)量減少，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。其次，由于膜片彈簧與壓盤(pán)以整 個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻。另外由于膜片彈簧具有非線性彈性特性，故能在 從動(dòng)盤(pán)摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。離 合器分離時(shí)，使離合器踏板操縱輕便，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。此外，因膜片彈 簧是一種對(duì)稱(chēng)零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很少，而周布置彈離合 器在高速時(shí)，因受離心力作用會(huì)產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴(yán)重鼓出，從而降低了對(duì)壓 2 盤(pán)的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降5。那么可以看出，對(duì)于輕型車(chē) 膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)研究在改善汽車(chē)離合器各方面的性能具有十分重要的意 義。 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)， 并且制造膜片彈簧離合器的工藝 水平在不斷提高，因此這種離合器在轎車(chē)及微型、輕型客車(chē)上得到廣泛運(yùn)用，而 且正大力擴(kuò)展到載貨汽車(chē)和重型汽車(chē)上，國(guó)外已經(jīng)設(shè)計(jì)出了傳遞轉(zhuǎn)矩為 802000n.m、最大摩擦片外徑達(dá) 420 的膜片彈簧離合器系列，廣泛用于轎車(chē)、 客車(chē)、輕型和中型貨車(chē)上。甚至某些總質(zhì)量達(dá) 2832t 的重型汽車(chē)也有采用膜片 彈簧離合器的，但膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧要高。膜片彈簧離合器的 操縱曾經(jīng)都采用壓式機(jī)構(gòu)， 即離合器分離時(shí)膜片彈簧彈性杠壓桿內(nèi)端的分離指處 是承受壓力。當(dāng)前膜片彈簧離合器的操縱機(jī)構(gòu)已經(jīng)為拉式操縱機(jī)構(gòu)所取代。后者 的膜片彈簧為反裝，并將支承圈移到膜片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，零件減 少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后 仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。 而在壓式結(jié)構(gòu)中支承圈 的磨損會(huì)形成間隙而增大踏板的自由行程。12 離合器的結(jié)構(gòu)由：從動(dòng)盤(pán)、壓盤(pán)、膜片彈簧、扭轉(zhuǎn)減震器、離合器蓋分離軸 承等組成。 3 圖 1.1 離合器結(jié)構(gòu)示意圖 1- 齒圈 2- 從動(dòng)盤(pán) 3- 壓盤(pán) 4- 膜片彈簧 5- 離合器蓋 6- 分離軸承 7- 飛輪 離合器的功用： 1）離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力專(zhuān)遞，保證汽車(chē) 起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地結(jié)合，確保汽車(chē)平穩(wěn)起步； 2）在換擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換擋此輪之間的沖擊； 3）在工作中受到較大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所傳動(dòng)的最大轉(zhuǎn)矩，以防 止傳東西各零部件因超載而損壞； 4）有效的降低傳動(dòng)系中的震動(dòng)與噪聲。 1.2 離合器研究現(xiàn)狀 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外研究狀況： 1891 年, 法國(guó)人制成了摩擦片式離合器,但多片濕式摩擦離 合器的片與片之間容易被油粘住, 致使離合器分離不徹底, 造成換檔困難, 所 以它又逐漸被干式多片離合器取代。 多片干式離合器的主要優(yōu)點(diǎn)是由于接觸面數(shù) 多, 故接合平順柔和, 保證了汽車(chē)的平穩(wěn)起步; 但因片數(shù)多, 從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量較大, 還是感到換檔不夠容易; 另外, 中間壓盤(pán)的通風(fēng)散熱不良, 容易引 起過(guò)熱,加快了離合器的磨損, 如果調(diào)整不當(dāng)還可能引起離合器分離不徹底。多 年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)使人們逐漸趨向采用單片干式離合器, 它具有從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn); 但在使用初 期接合不夠平順。隨著科學(xué)的進(jìn)步, 通用公司于 1938 年推出的液力自動(dòng)變速器 4 (hydra2m at ic) , 用液力偶合器代替了普通的離合器裝置, 它的特點(diǎn)是自適應(yīng) 性強(qiáng), 使得車(chē)輛起步平穩(wěn)、迅速, 加速均勻, 乘坐舒適, 但其缺點(diǎn)是效率低。 1948 年別克汽車(chē)成功地使用了液力變矩器, 變矩器與液力偶合器相比不僅可以 傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩, 還可以將其提高 1 倍。 自 1978 年以來(lái), 克萊斯勒公司的托 克弗萊特型自動(dòng)變速器又有新的改動(dòng), 它采用了一個(gè)“鎖止式變矩器”, 這種設(shè) 計(jì)消除了車(chē)輛在高速擋運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)常見(jiàn)的動(dòng)力傳遞損耗, 從而提高了單位燃油的里 程數(shù)。 80 年代以來(lái)除了傳統(tǒng)的裝用液力變矩器的自動(dòng)變速器外, 又出現(xiàn)了新的、 純機(jī)械式自動(dòng)變速器, 它由干式離合器和傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械式變速器加上微機(jī)控 制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操縱。通常比同條件下的液力自動(dòng)變速器節(jié)油 10% 30%。在離合器 的操縱機(jī)構(gòu)中, 由于重型和中型汽車(chē)的離合器壓緊彈簧的壓緊力很大, 人們又 采用各種助力裝置來(lái)減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度, 如日本日產(chǎn) tkl 20 型重型汽車(chē)采 用彈簧助力 1。 近年來(lái)為了實(shí)現(xiàn)離合器的自動(dòng)操作，有自動(dòng)離合器。與其他自 動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)相比它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低，傳動(dòng)效率高的優(yōu)點(diǎn)。在歐洲小排量汽車(chē) 上得到廣泛的應(yīng)用。次外由于多片濕式離合器在技術(shù)上的不斷改善，在國(guó)外的某 些重型牽引車(chē)和自卸車(chē)上又開(kāi)始采用多片濕式離合器，并有不斷增加的傾向。隨 著汽車(chē)行業(yè)的不斷發(fā)展，業(yè)內(nèi)的國(guó)際合作越來(lái)越多。從國(guó)內(nèi)外發(fā)展的動(dòng)向看，汽 車(chē)的性能在向高速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載重汽車(chē)趨向大型化， 所以離合器還要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和提高以適應(yīng)性的使用條件。 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究狀況 20 世紀(jì) 80 年代中期，汽車(chē)離合器在國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展，普及率越來(lái)越高，不 少車(chē)型把他作為標(biāo)準(zhǔn)配置推出。汽車(chē)離合器在我國(guó)一直處于落后狀態(tài)除了 70 年 代長(zhǎng)春第一汽車(chē)制造廠曾為紅旗牌轎車(chē)配置了汽車(chē)離合器之后將近二十幾年來(lái) 國(guó)產(chǎn)轎車(chē)從未出現(xiàn)過(guò)離合器總成。自從 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，國(guó)外大量的現(xiàn)代化 轎車(chē)進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，隨著我國(guó)改革開(kāi)放的進(jìn)一步深入，國(guó)家對(duì)汽車(chē)工業(yè)的投資規(guī) 模日益擴(kuò)大國(guó)內(nèi)外汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)高質(zhì)量、高水平、高效率的汽車(chē)離合器的需求 越開(kāi)越迫切。隨著國(guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)育成長(zhǎng)，汽車(chē)離合器產(chǎn)品逐步細(xì)化，產(chǎn)品的 針對(duì)性越來(lái)越強(qiáng)，因此在保證現(xiàn)有汽車(chē)離合器生產(chǎn)和改進(jìn)的同時(shí)，從分認(rèn)識(shí)到國(guó) 際合作開(kāi)發(fā)機(jī)遇，取長(zhǎng)補(bǔ)短，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國(guó)國(guó)情的汽 車(chē)離合器。目前，全國(guó)有汽車(chē)離合器生產(chǎn)企業(yè)約 200 多家，其中又有一定產(chǎn)能和 規(guī)模的企業(yè)有30多家。 2005年我國(guó)14離合器生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)離合器總成為516.49 萬(wàn)套。2006 年受?chē)?guó)內(nèi)汽車(chē)市場(chǎng)迅猛增長(zhǎng)，12 家企業(yè)離合器總成產(chǎn)量突破 862 萬(wàn) 5 套。 但由于乘用車(chē)中自動(dòng)擋比例的上升，傳統(tǒng)汽車(chē)離合器所占的份額有下降的趨 勢(shì)。 目前國(guó)內(nèi)主要汽車(chē)離合器生產(chǎn)企業(yè)按目標(biāo)市場(chǎng)的不同，可分為 oem 市場(chǎng)、售 后市場(chǎng)和出口市場(chǎng)三類(lèi)。由于各目標(biāo)市場(chǎng)對(duì)企業(yè)規(guī)模、供貨能力的要求不同，因 而進(jìn)入各市場(chǎng)的難易程度也不同。目前，售后市場(chǎng)中企業(yè)間的差別最大，從小作 坊到大型國(guó)企，從民營(yíng)私企到外方獨(dú)資、國(guó)有控股等呈多樣化，產(chǎn)品質(zhì)量也參差 不齊。據(jù)環(huán)咨人員統(tǒng)計(jì)：2006 年我國(guó)汽車(chē)零部件市場(chǎng)中，正規(guī)企業(yè)產(chǎn)品約占市 場(chǎng)份額的 30%，仿制產(chǎn)品約占 40%，翻新產(chǎn)品約占 30%。從各類(lèi)企業(yè)性質(zhì)來(lái)看， 國(guó)企約占 26.2%，外企占 34.8%，民企占 39%。在產(chǎn)品配套方面，乘用車(chē)領(lǐng)域體 系內(nèi)配套的情況較為明顯，而商用車(chē)的采購(gòu)范圍則較廣。 我國(guó)汽車(chē)離合器行業(yè)在經(jīng)歷了改革改造、引進(jìn)消化、改制重組， 在激烈的 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，汽車(chē)離合器市場(chǎng)在行業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、經(jīng)營(yíng)管理等方面取得了較 好的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)汽車(chē)離合器企業(yè)約 100 余家(不含家庭作坊)。2005 年汽 車(chē)離合器市場(chǎng)總銷(xiāo)售額約 35 億元；從業(yè)人員 12880 人，其中工程技術(shù)人員 1075 人；固定資產(chǎn)總額 151 億元；利稅總額 279 億元；全年共產(chǎn)銷(xiāo)汽車(chē)離合器蓋 總成 1 000 萬(wàn)件，汽車(chē)離合器從動(dòng)盤(pán)總成 2000 萬(wàn)件，液力變矩器 10 萬(wàn)套。到 2010 年,我國(guó)離合器總銷(xiāo)售額將達(dá) 84 億元。 國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展吸引了零部件巨頭的加入， 國(guó)際著名汽車(chē)離合器 企業(yè)zl：lvaleo、luk、sachs、exedy、eaton 等都在中國(guó)設(shè)立了合資或獨(dú)資企 業(yè)，完成了在華的戰(zhàn)略布局，使得該行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇。他們不僅向原來(lái)并無(wú)份額的 配套市場(chǎng)和售后市場(chǎng)滲透，還不斷擴(kuò)大其投資規(guī)模，改變股比，提高控制力。加 大了專(zhuān)利在中國(guó)申報(bào)及保護(hù)力度， 使得國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)汽車(chē)零部件企業(yè)面臨巨大的技術(shù) 挑戰(zhàn)和壁壘。供應(yīng)商的資金實(shí)力、技術(shù)質(zhì)量水平和管理水平影響著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模 的維持及擴(kuò)大。 1.3 本設(shè)計(jì)的目的和意義 目的：通過(guò)在大學(xué)里所學(xué)的汽車(chē)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，利用各種資源，對(duì)三菱汽車(chē)旗下 的品牌進(jìn)一步有所學(xué)了解，對(duì)三菱帕杰羅的各種技術(shù)參數(shù)有所了解。并對(duì)離合器 的現(xiàn)狀、發(fā)展、以及功用、結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行全面的理解和掌握，完成對(duì)三菱三菱 帕杰羅膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)，使其滿足在各種工況下的使用要求的。同時(shí)更好 的學(xué)習(xí)和掌握汽車(chē)構(gòu)造、機(jī)械設(shè)計(jì)、和汽車(chē)設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能。對(duì)設(shè)計(jì)離合 器的步驟，方法，注意事項(xiàng)，有所全面的了解，為以后走向工作崗位奠定基礎(chǔ)。 6 意義：離合器作為底盤(pán)傳動(dòng)系中的重要部件，它起著從發(fā)動(dòng)機(jī)到傳動(dòng)系中齒 輪之間橋梁的作用它的重要性不可忽視。 汽車(chē)離合器的機(jī)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)參數(shù)不僅 對(duì)離合器的耐久性、可靠性、質(zhì)量、效率、壽命和噪聲等方面有重要影響，也對(duì) 汽車(chē)的平穩(wěn)起步、換擋平順、防止傳動(dòng)系過(guò)載有直接影響。此外，離合器不僅僅 在汽車(chē)行業(yè)有所應(yīng)用，在其他機(jī)械傳動(dòng)中也有應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，工 作可靠，造價(jià)低廉的離合器能降低整車(chē)生產(chǎn)成本，推動(dòng)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)的更好發(fā)展。 1.4 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 1.摩擦式離合器的基本結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)的選擇(摩擦片外徑 d、離合器后備 系數(shù)和單位壓力 p)及計(jì)算。 2.離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計(jì)計(jì)算 1) 從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)； 2) 壓盤(pán)設(shè)計(jì)離合器蓋總成設(shè)計(jì)； 3) 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇、設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核； 4) 扭轉(zhuǎn)減震器及操縱機(jī)構(gòu)各設(shè)計(jì) 5) 繪制離合器裝配圖及各零件的零件圖； 第 2 章 膜片彈簧離合器基本參數(shù)的選擇 汽車(chē)上所用的摩擦離合器，既有傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，又要靠它的滑磨來(lái)使汽 車(chē)平穩(wěn)起步。因此，在設(shè)計(jì)離合器時(shí)，不僅在任何情況下都能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩， 而且還應(yīng)有足夠的使用壽命，這就要合理地選擇其基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù) 2.1 離合器的原理及滿足的要求 工作原理：發(fā)動(dòng)機(jī)是離合器的主動(dòng)部件，帶有摩擦片的從動(dòng)盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)轂由 花鍵與變速器第一軸相連。壓緊彈簧將從動(dòng)盤(pán)壓緊在飛輪斷面上。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩即 靠飛輪與從動(dòng)盤(pán)接觸面之間的摩擦作用而傳到從動(dòng)盤(pán)上， 再由此經(jīng)過(guò)變速器的第 一軸和傳動(dòng)系統(tǒng)一系列部件傳給驅(qū)動(dòng)輪。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能 傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。 離合器應(yīng)滿足的要求： 1) 在任何行駛條件下， 既能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備 又能防止傳動(dòng)系超載。 7 2） 結(jié)合時(shí)要完全、平順、柔和，保證汽車(chē)起步是沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。 3） 分離時(shí)要迅速、徹底。 4） 從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣性要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋 和減小同步器的磨損。 5） 應(yīng)有足夠的吸熱能力，和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過(guò) 高，延長(zhǎng)期使用壽命。 6） 應(yīng)該避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)并有具有吸收震動(dòng)緩和沖擊和減低噪 聲的能力。 7） 操縱輕便準(zhǔn)確，以減輕件駕駛員的疲勞。 8） 作用在從動(dòng)盤(pán)上的總壓力和摩擦材料的摩擦因子在離合器工作過(guò)程中變 化盡可能的小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。 9） 具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠使用壽命長(zhǎng)。 10）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小、制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便。 2.2 壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式 離合器壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)型式有：圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和 膜片彈簧等?？刹捎醚貓A周布置、中央布置和斜置等布置型式。根據(jù)壓緊彈簧的 型式及布置，離合器分為： 2.2.1 周置彈簧離合器 周置彈簧離合器的壓緊彈簧是采用圓柱螺旋彈簧并均勻布置在一個(gè)圓周上。 有的重型汽車(chē)將壓緊彈簧布置在同心的兩個(gè)圓周上。周置彈簧離合器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、制造方便，過(guò)去廣泛用于各種類(lèi)型的汽車(chē)上?，F(xiàn)代由于轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提 高(最高轉(zhuǎn)速高達(dá)50007000rmin或更高)，在高轉(zhuǎn)速離心力的作用下，周置彈 簧易歪斜甚至嚴(yán)重彎曲鼓出而顯著降低壓緊力；另外，也使彈簧靠到定位座柱上 而使接觸部位嚴(yán)重磨損甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。因此，現(xiàn)代轎車(chē)及微、輕、中型客車(chē) 多改用膜片彈簧離合器。 但在中、 重型貨車(chē)上， 周置彈簧離合器仍得到廣泛采用。 2.2.2 中央彈簧離合器 采用一個(gè)矩形斷面的圓錐螺旋彈簧或用12個(gè)圓柱螺旋彈簧做壓簧并布置 在離合接觸，因此壓盤(pán)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量不會(huì)直接傳給彈簧而使其回火失 效。壓簧的壓緊力是經(jīng)杠桿系統(tǒng)作用于壓盤(pán)，并按杠桿比放大，因此可用力量較 小的彈簧得到足夠的壓盤(pán)壓緊力，使操縱較輕便。采用中央圓柱螺旋彈簧時(shí)離合 器的軸向尺寸較大，而矩形斷面的錐形彈簧則可明顯縮小軸向尺寸，但其制造卻 比較困難，故中央彈簧離合器多用在重型汽車(chē)上以減輕其操縱力。 8 2.2.3 斜置彈簧離合器 斜置彈簧離合器是重型汽車(chē)采用的一種新型結(jié)構(gòu)。以數(shù)目較多的一組圓柱螺 旋彈簧為壓緊彈簧，分別以?xún)A角（彈簧中心線與離合器中心線間的夾角）斜向作 用于傳力套上，后者再推動(dòng)壓桿并按杠桿比放大后作用到壓盤(pán)上。這時(shí)，作用在 壓桿內(nèi)端的軸向推力等于彈簧壓力的軸向分力。 當(dāng)摩擦片磨損后壓桿內(nèi)端隨傳力 套前移，使彈簧伸長(zhǎng)，壓力減小，傾角亦減小，而余弦值則增大。這樣即可使在 摩擦片磨損范圍內(nèi)壓緊彈簧的軸向推力幾乎保持不變， 從而使壓盤(pán)的壓緊力也幾 乎保持不變。同樣，當(dāng)離合器分離時(shí)后移傳力套，壓盤(pán)的壓緊力也大致不變。因 此，斜置彈簧離合器與前兩種離合器相比，其突出優(yōu)點(diǎn)是工作性能十分穩(wěn)定。與 周置彈簧離合器比較，其踏板力約可降低35。 2.2.4 膜片彈簧離合器 膜片彈簧離合器是用膜片彈簧代替了一般螺旋彈簧及分離桿機(jī)構(gòu)而做成的 離合器，在離合器中采用膜片彈簧做壓簧有很多優(yōu)點(diǎn)： 1）膜片彈簧具有非常理想的非線性特性，彈簧壓力在摩擦片的允許范圍內(nèi) 基本保持不變，因而離合器工作中能能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致保持不變。 2）膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、軸向尺寸 小零件數(shù)目少，質(zhì)量小。 3）膜片彈簧以整個(gè)圓周與壓盤(pán)接觸是壓力分布均勻摩擦片接觸良好，磨損 均勻。 4）高速旋轉(zhuǎn)是彈簧壓力降低很少，性能穩(wěn)定。 5）易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)。 6）膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平行性好。 因此，綜合以上因素考慮，采用膜片彈簧作為離合器的壓緊彈簧。 2.3 基本結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的選擇 2.3.1 摩擦片的設(shè)計(jì) 表 2. 1 設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)表 1）摩擦片外徑 d 的確定 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩來(lái)選定 d 時(shí)用如下公式 整備質(zhì)量 1830 kg 前后輪胎規(guī)格 235 70/r16 最大功率- - - 功率值 100 kw 主減速器傳動(dòng)比 4.55 最大功率- - - 轉(zhuǎn)速 5250 r/min (rpm) 一檔傳動(dòng)比 3.11 最大扭矩- - - 轉(zhuǎn)速 2500 r/min (rpm) 最高時(shí)速 160 km/h 9 mm246 33 200 100 a t 100d emax = a - 系數(shù) 取 33 小轎車(chē) a=47，一般貨車(chē) a=36，載貨汽車(chē) a=19 temax - 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 根據(jù)參考資料2表 3.2.1 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 選擇基本尺寸如下 表 2.2 摩擦片參數(shù)表 外徑 d /mm 內(nèi)徑 d /mm 厚度 /mm c=d/d 1-c 3 250 155 3.5 0.620 0.762 2.3.2 后備系數(shù)的確定 后備系數(shù)是離合器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參數(shù)， 他反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最 大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇時(shí)，應(yīng)考慮摩擦片在使用中磨損后離合器仍能可靠 地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、防止傳動(dòng)系過(guò)載以及操縱輕 便等因素。 為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不宜選的太小； 為是離合器尺寸不致過(guò)大，減少傳動(dòng)系過(guò)載，保證操縱輕便，不宜選的太大； 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大、使用條件好時(shí)可選的小些；當(dāng)使用條件惡劣、需要提 高起步能力，減少離合器滑磨，應(yīng)選大些；汽車(chē)質(zhì)量越應(yīng)選的越大大；膜片 彈簧離合器由于摩擦片磨損后壓力保持穩(wěn)定，可選的小些； 表 2.3 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) 1.602.25 掛車(chē) 1.804.00 由表 2.3 選取=1.9 2.3.3 單位壓力 p0的確定 單位壓力 p0對(duì)離合器工作性能和使用壽命有很大影響，選取時(shí)應(yīng)考慮離合 器的工作條件，發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率大小，摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等 因素。離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小時(shí)，加應(yīng)取小些；當(dāng)摩擦片外徑較 大時(shí)，為了降低摩擦片外緣處的熱負(fù)荷，應(yīng)取小些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增 大 p0金屬陶瓷材料的單位允許壓力為 0.44 -0.82 p0 = 0.7 2.3.4 摩擦因子 f 的選擇 10 摩擦片的摩擦因數(shù)f取決于摩擦片所用的材料及基工作溫度、 單位壓力和滑 磨速度等因素。 表 2.4 摩擦材料的摩擦因數(shù)的取值范圍 摩擦材料 摩擦因數(shù) f 石棉基材料 模壓 0.200.25 編織 0.250.35 粉末冶金材料 銅基 0.250.35 鐵基 0.300.50 金屬陶瓷材料 0.4 摩擦片采用金屬陶瓷材料 根據(jù)表 2.4 取 f=0.4 2.4 摩擦片的優(yōu)化 1)摩擦片外徑 dc（mm）的選取應(yīng)使最大圓周速度 vd不超過(guò) 6570 m/s smd emas /7065 m/s68102505250 60 10n 60 v 33 d m+ 3）為了反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)超載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn) 矩應(yīng)小于其許用值，即 )( 4 0 22 0c c c t ddz t t = （2.1） maxec tt= （2.2） 3 . 00062 . 0 )155250(214 . 3 3804 380200.91 22 0 = = = c c t t 根據(jù)參考資料 汽車(chē)設(shè)計(jì) 第四版 表 2- 5 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩許用值 tc0 符合使用規(guī)定 4）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，離合器每一次結(jié)合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其使用值 11 22 22 22 222 2 1 2 0 222 .4j/mm0/31 . 0 )( 4 37025) 11 . 3 55 . 4 344 . 0 1830 ( 1800 250014 . 3 )( 1800 = = = = mmjw ddz w w j ii rmn w g rae w- - - - - 為單位摩擦面積滑磨功（j/mm） a m 為汽車(chē)總質(zhì)量 r r- - - - - 為輪胎輪胎滾動(dòng)半徑 gi - - - - - 為汽車(chē)起步時(shí)所用變速器單位的傳動(dòng)比 0i - - - - - 為主減速傳動(dòng)比 e n - - - - - 為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 2.5 本章小結(jié) 在離合器的基本性能關(guān)系著很多基本參數(shù)，通過(guò)查閱資料，工具用書(shū)，圖表 和汽車(chē)的工作環(huán)境等選取合適的后備系數(shù)； 摩擦因數(shù)； 單位壓力等一些基本參數(shù)。 本設(shè)計(jì)將通過(guò)這些參數(shù)的選取對(duì)離合器進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。 第3章 從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤(pán)是離合器的主要部件，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定其結(jié)構(gòu)形式（是否帶有扭轉(zhuǎn)減 震器）和從動(dòng)片的結(jié)構(gòu)形式（整體式、分開(kāi)式、混合式） 。從動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)對(duì)離合 器在工作過(guò)程中的性能等各方面有很大影響， 因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)擇優(yōu)設(shè)計(jì)最合適的 從動(dòng)盤(pán)總成。 3.1 從動(dòng)盤(pán)的組成型式及要求 組成： 從動(dòng)盤(pán)主要由：從動(dòng)片、摩擦片、從動(dòng)盤(pán)轂和扭轉(zhuǎn)減震器等組成。 要求： 1）為了減少變速器換擋時(shí)輪間的沖擊載荷，從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小。 2）為了保證汽車(chē)平穩(wěn)起步、摩擦面上的壓力分布均勻等，從動(dòng)盤(pán)應(yīng)具有軸 向彈性。 12 3）為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤(pán)中應(yīng)有扭轉(zhuǎn)減震 器。 4）要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。 3.2 從動(dòng)片設(shè)計(jì) 為了使單盤(pán)離合器結(jié)合柔和，起步平穩(wěn)，從動(dòng)盤(pán)一般應(yīng)具有軸向彈性。具有 軸向彈性的從動(dòng)片結(jié)構(gòu)可分為：整體式、分開(kāi)式和組合式三菱三菱帕杰羅膜片彈 簧離合器的從動(dòng)盤(pán)采用分開(kāi)式設(shè)計(jì)。 其是將從動(dòng)片的直徑做的較小，而在外緣 上鉚接 8 個(gè)扇形狀的波形彈簧片， 倆摩擦片分別于從動(dòng)片和波形彈簧片鉚接在一 起。由于波形彈簧片比從動(dòng)片薄，容易的到較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，另外波形彈簧片是 由同一模具沖制而成其剛度可一保證一致。 設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)需盡量減輕其重量并使其質(zhì)量的分布盡可能地靠近旋轉(zhuǎn)中心， 已獲得較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從動(dòng)片一般做的比較薄通常是 1.32.0 的鋼板沖制而。 選取從從動(dòng)盤(pán)厚度為 2mm 3.3 從動(dòng)盤(pán)轂設(shè)計(jì) 根據(jù)參考資料2表 4.1.2 按國(guó)標(biāo) gb1144- - 1974 選定花鍵標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)花鍵 的結(jié)構(gòu)尺寸可根據(jù)從動(dòng)盤(pán)外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩選取，選從動(dòng)盤(pán)轂直徑 d=140mm。 表 3 .1 從動(dòng)盤(pán)轂花鍵尺寸表 從動(dòng)盤(pán)外 徑 d/mm 花鍵齒數(shù) n 花鍵外徑 d/mm 花鍵內(nèi)徑 d/mm 齒厚 b/mm 有效長(zhǎng)度 l/ mm 擠壓應(yīng)力 /mpa 250 10 35 28 4 35 10.4 3.4 花鍵強(qiáng)度校核 mp 2 . 10 355 . 310 12600 = = nhl p 擠壓 （3.1） ()() kn 6 . 12 2835 20044 max = + = + = zdd t f e （3.2） d d-分別是花間的外內(nèi)徑，m； z-從動(dòng)盤(pán)轂的數(shù)目； temax-發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，n.m; n-花鍵齒數(shù)； h-花鍵齒工作高度， h=（d- d）/2 l -花間有效長(zhǎng)度， m 13 3.5 從動(dòng)盤(pán)摩擦材料選擇 離合器摩擦面片在離合器結(jié)合過(guò)程中將遭到嚴(yán)重的滑磨， 在相對(duì)很短的時(shí)間 內(nèi)產(chǎn)生大量的熱量，因此要求摩擦片應(yīng)有下列一些綜合性能： 1）在工作時(shí)有相對(duì)較高的摩擦系數(shù)； 2）在整個(gè)工作壽命期內(nèi)應(yīng)維持其摩擦特性， 不希望出現(xiàn)摩擦系數(shù)衰退現(xiàn)象； 3）在短時(shí)間內(nèi)能吸收相對(duì)高的能量，其有好的耐磨性能； 4）能承受較高的壓盤(pán)作用載荷，在離合器結(jié)合過(guò)程中表現(xiàn)出良好的性能； 5）能抵抗高轉(zhuǎn)速下大的離心力載荷而不破壞； 6）在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，有足夠的剪切強(qiáng)度； 7）在整個(gè)正常工作溫度下范圍內(nèi)，和對(duì)偶材料壓盤(pán)、飛輪等有良好的兼容 摩擦性能； 8）摩擦副對(duì)偶面有高度的容污性能，不宜影響他的們的摩擦作用； 9）具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，材料加工性能良好； 10）具有優(yōu)良的性?xún)r(jià)比，不會(huì)污染環(huán)境。 摩擦片的摩擦材料有：石棉基摩擦材料、替代石棉基有機(jī)摩擦材料和金屬陶 瓷摩擦材料。綜合綜合各種要求，選擇金屬陶瓷作為從動(dòng)盤(pán)的摩擦材料，其摩擦 系數(shù)大約在 0.4 左右，允許的單位壓力 0.7mpa 左右 摩擦片與從動(dòng)盤(pán)之間可以鉚接，也可以粘接。鉚接的鉚釘應(yīng)用銅或鋁等更軟 的金屬制造，其優(yōu)點(diǎn)是連接可靠，更換方便，適合在從動(dòng)片上安裝波形彈簧片， 但摩擦面積利用率小， 使用壽命短； 粘接可增加摩擦面積， 且有較高的抗離心力， 但更換摩擦片困難， 午飯?jiān)趶膭?dòng)盤(pán)上安裝波形彈簧片， 是從動(dòng)盤(pán)不具有軸向彈性。 綜上考慮，設(shè)計(jì)時(shí)摩擦片與從動(dòng)片之間的連接方式確定為以鉚釘連接。 3.6 扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì) 3.6.1 扭轉(zhuǎn)減震器的功能 1) 降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系結(jié)合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)固有頻 率。 2) 增加傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振影響振幅，并衰減因沖擊二產(chǎn)生的 瞬態(tài)扭振。 3）控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速是離合器與變速器軸系的扭振，消減變速器怠 速噪聲和主減速器與變速器的扭振及噪聲。 4）緩和非穩(wěn)定工況下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷，改善離合器的結(jié)合平順性。 14 3.6.2 扭轉(zhuǎn)減震器主要參數(shù)的選擇 1）極限轉(zhuǎn)矩 j t 極限轉(zhuǎn)矩是指減震器在消除了限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)轂缺口之間的間隙 1 時(shí)所能 傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷(xiāo)起作用時(shí)的轉(zhuǎn)矩。 max )0 . 25 . 1 ( ej tt = （3.3） =2005 . 1 j t 300 nm 2）預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 n t 減震彈簧在安裝時(shí)有一定的預(yù)緊力。 n t 增加， 其頻率將向減小頻率的 方向移動(dòng)，這是有利的。但是， n t 不應(yīng)大于 t 佛則反響工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減震器將 提前停止工作。 max )15 . 0 05 . 0 ( en tt = （3.4） n/m202001 . 0= n t 3） 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 t 由于減震器扭轉(zhuǎn)剛度 k 受結(jié)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的影響限制，不可能很 低， 故為了在發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效抵消振，必須合理選擇減震器阻尼裝 置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 t 。 max )7.106.00 e tt（= （3.5） n/m20200.10= t 4）扭轉(zhuǎn)剛度 k 為了避免引起傳動(dòng)系統(tǒng)共振，要合理選擇減震器的扭轉(zhuǎn)角剛度 k ，使共振 現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)正常的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。 radmnk tk j /390030013 13 = 15 5）減震彈簧位置半徑 0 r 0 r 的尺寸應(yīng)盡可能大些，2/)75 . 0 6 . 0( 0 dr = （3.6） mm502/15565 . 0 0 =r 6）極限轉(zhuǎn)角 j 減震器從預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 n t 增加到極限轉(zhuǎn)矩時(shí) j t 從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的極限 轉(zhuǎn)矩 j 為 0 2 arcsin2 r l j = （3.7） = =3 . 4 502 8 . 3 arcsin2 j l 為減震彈簧的的工作變形量 7）減震器彈剛度 k : k=）（ ）（ n/mm6.20 610501000 3900 )/( 1000 3-2 0 = =mmn nr k （3.8） 8）減震彈簧總壓力 f 當(dāng)限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)轂之間的間隙 1 和 2 被消除，減震彈簧傳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到 最大值 j t 時(shí)，減震彈簧受到的壓力 f 0 / rtf j = （3.9） nf600050/300= ntzj10006/6000= 3.6.3 減震彈簧的計(jì)算 1）彈簧中徑 c d 一般由結(jié)構(gòu)布置決定通常， c d =1115mm 選擇 c d =12mm 2）彈簧鋼絲直徑 7 . 3 60014 . 3 12100088 3 = = czjd f d mm （3.10） 16 取 d=4 mm 3）減震彈簧最小高度=67 . 31 . 11 . 1 min dnl24.4mm n 為彈簧的總?cè)?shù) 4）減震彈簧變形量l: 指減震彈簧在最大工作負(fù)荷下所生產(chǎn)的最大壓縮變 形 =260/1000/kfl3.8 mm （3.11） 5）減震彈簧自由高度=+=+=8 . 3 4 . 24 min0 lll 28.2mm （3.12） 6）減震彈簧的預(yù)變形 l ：減震彈簧安裝時(shí)的預(yù)緊壓縮變形 = = 50626 . 0 20 0 rkz t l j 0.25 mm （3.13） 安裝工作高度=25 . 0 2 . 28 0 lll 27.95mm （3.14） 7）從動(dòng)盤(pán)相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的最大轉(zhuǎn)角 mmlll55 . 3 25 . 0 8 . 3 = （3.15） = = =2) 502 55 . 3 arcsin(2) 2 sin(arc2 0 r l （3.16） 8）限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)轂缺口側(cè)邊的間隙4.52 1= 取.53 1= 9）先微笑的安裝尺寸 2 r ：sin 21 r= = 2 r 58 mm 10）限位銷(xiāo)直徑 d mmd125 . 9 = = d 10 mm 3.7 本章小結(jié) 從動(dòng)盤(pán)對(duì)離合器來(lái)說(shuō)是一個(gè)十分重要的部件它由摩擦片、 從動(dòng)盤(pán)轂、 從動(dòng)片、 波形彈簧片。本章分析了從動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)和對(duì)摩擦片的尺寸，從動(dòng)盤(pán)轂花鍵尺寸進(jìn) 行設(shè)計(jì)和校核，以及扭轉(zhuǎn)減震器的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)徑校核都滿足正常使用的要求。 17 第 4 章 膜片彈簧、壓盤(pán)和離合器蓋的設(shè)計(jì) 膜片彈簧是離合器的關(guān)鍵零件， 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)參照參樣初步確定膜片彈簧的設(shè) 計(jì)尺寸，然后對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，最后選定出其合理的結(jié)構(gòu)尺寸。 壓盤(pán)和離合器蓋都是離合器的組要部件且還是主動(dòng)部件， 在設(shè)計(jì)壓盤(pán)時(shí)應(yīng)考 慮壓盤(pán)與離合器蓋的連接形式，離合器蓋應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。 4.1 膜片彈簧基本參數(shù)的選擇 4.1.1 h/h 比值的選擇 比值 h/h 對(duì)膜片彈簧的彈性特性影響極大， 為保證離合器壓緊力變化不大和 操縱輕便，汽車(chē)離合器用膜片彈簧的 h/h 一般為 1.52.0，板厚 h 為 24 mm 。 初選 h/h= 1.73 h= 4.5 h=2.6 4.1.2 碟簧部分大端半徑 r、內(nèi)半徑 r 及 r/r 的比值確定 18 r/r 越大彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈簧彈性特性線受直徑誤差的影 響越大，且應(yīng)力越大。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置的壓緊力的要求，r/r 一般為 1.21.35。為 使摩擦片上的壓力分布均勻，推式膜片彈簧的 r 值應(yīng)取為大于或等于摩擦片的 平均半徑 rc。 r/r = 1.25 r = 120 mm r = 94mm 4.1.3 彈簧起始圓錐底角的選擇 膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角與內(nèi)截高度 h 關(guān)系密切， =arctanh/(r-r) h/(r- r),一般在 9o15o 范圍內(nèi)。 =10 r-r h arctan ）（ 4.1.4 膜片彈簧小端半徑 r0 及分離軸承作用半徑 rf 0 r 的值主要由結(jié)構(gòu)決定其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵軸半徑， 且 rf r0 r0 = 27 mm rf = 29mm 4.1.5 分離指數(shù)目 n 切槽寬度 1 窗口槽寬 2 及半徑 re尺寸選擇 分離指目 n 常取 18 1 = 3.23.5 2 = 910 e r 的取值應(yīng)滿足 2 r e r er = 85 4.1.6 壓盤(pán)加載點(diǎn) r1 和支撐環(huán)加載點(diǎn)半徑 r1尺寸半徑尺寸選擇 r1 和 r1 的取值將影響膜片彈簧的剛度， r1 應(yīng)略大于 r 且盡量盡量， r1 應(yīng) 略小于 r 且盡量接近。 r1 = 117 mm r1 = 96 mm 19 圖 4.1 膜片彈簧尺寸示意圖 表 4.1 膜片彈簧尺寸表 h 4.5 h 2.6 h/h 1.73 碟簧部分大端外徑 r/ mm 120 碟簧部分內(nèi)半徑 r / mm 94 壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑 r1 / mm 117 支撐環(huán)加載半 r1 / mm 96 切槽寬度 1 /mm 3.5 窗口切槽寬度 2 / mm 9 自由狀態(tài)圓錐底角 10 半徑 re / mm 85 膜片彈簧小端半徑 r0 /mm 27 分離軸承作用半徑 rf /mm 29 4.2 膜片彈簧的設(shè)計(jì) 4.2.1 繪制 11 f特性曲線 工作壓力 f1和膜片彈簧在壓盤(pán)接觸點(diǎn)出的軸向變形 1 關(guān)系式 ()() + = 2 11 1 11 1 11 2 1 1 )( 2 ln 16 fh rr rr h rr rr h rr r r eh （4.1） e 彈性模數(shù)，鋼材料??；mpa101 . 2 5 =e 泊松比，鋼材料??；.30= h 彈簧厚度， mm h 彈簧部分內(nèi)截錐高， mm 1最大變形量，mm 20 r 碟簧部分外半徑 ， mm r 碟簧部分內(nèi)半徑 ， mm r1 膜片彈簧與壓盤(pán)接觸半徑 ， mm r1 支撐環(huán)平均半徑 ， mm 設(shè) 4 2 11 2 11 )(1 (6 ff eh rr = （4.2） h 1 1 = （4.3） 因此公式（5.1）就變成 + =1 2 r ln 11 1 11 111 rr rr h h rr rr h h r f （4.4） + =1 96117 94120 26 . 2 5 . 4 96117 94120 6 . 2 5 . 4 94 120 lnf 1 111 3 1 2 111 87.10784 . 0 74.90f+= （4.5） 11 .62 = （4.6） 11 12514ff = （4.7） 表 4.2 1 f 1 f 及 1 的值表 1 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 1 f 0.089 0.164 0.276 0.342 0.373 0.377 0.363 0.340 0.317 0.303 0.339 0.406 1 0.26 0.52 1.04 1.56 2.08 2.6 3.12 3.64 4.16 4.52 5.20 5.72 1 f 1113 2052 3453 4279 4667 4717 4542 3966 3791 3854 4242 4080 21 圖 4.2 11 f 特性曲線 4.3 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 離合器結(jié)合時(shí)膜片彈簧的大端變形量為 h1b1 ).01.80（= =6.14.80 b1 3 .3 mm 根據(jù)公式 （4.5） （4.6） （4.7）算出 離合器結(jié)合時(shí)膜片彈簧的壓緊力 f1 f1 = 4434 n a 點(diǎn)點(diǎn)：為摩擦片磨損的極限位置，根據(jù) b 點(diǎn) 0c sz = c z 摩擦片的總工作面數(shù)， 單片 c z = 2 0 s每摩擦片最大磨損量， 0.651.1 1.8 .902= mm c 點(diǎn)：點(diǎn)： 離合器分離時(shí)膜片彈簧的工作位置，一般在特性曲線的凹點(diǎn)附近， c 點(diǎn)的位置取決于壓盤(pán)升程 f1 =5.702szc f1 1.5 mm s徹底分離時(shí)每對(duì)摩擦片之間的間隙，單片s = 0.751.0 mm 離合器徹底分離時(shí)，膜片彈簧的變形量為 c1 22 4.8 .513 . 3 1b1c1 =+=+= f mm 8 . 15 . 13 . 3 1a1 = b mm 4.4 求離合器徹底分離時(shí)分離軸承作用的載荷 f2的計(jì)算 由公式 () + = 2 1 2 1 2 2 1 2 2 22 2 ln 16 fh rr rr h rr rr h rr r r eh f fff ）（）（ （4.8） 1 11 1 2 rr rr f = （4.9） c11 = （4.10） 1 1 11 2 f rr rr f f = （4.11） 即 + = 2 11 1 11 1 111 2 1 2 2)()(1 (6 ln h rr rr h rr rr h rrrr r r eh f f （4.9） + = 2 2 5 2 6 . 2 96117 94120 2 8 . 4 5 . 4 96117 94120 8 . 45 . 4 )2896)(96117)(3 . 01 (6 94 120 ln.84.6210.1214 . 3 f = 2 f 1762 n 4.5 分離軸承的行程 2 的計(jì)算 膜片彈簧和壓盤(pán)接觸處的軸向變形 1 和小端分離軸承 s 處的軸向變形 2 的關(guān)系式 = = = 96117 2396 5 . 1 11 1 1 2 rr rr f f 5.21 mm f1 壓盤(pán)的行程 01 szc f = 根據(jù)公式 = + = + = ）（）（852814 . 3 185 . 3 11 1 1 ef rr n 0.822 （5.12） 23 = + = + = )9485(14 . 3 189 1 )( 1 2 2 rr n e 0.711 （4.13） + + + = ff e ff e ff e f e f e f r r r r r r r r r r r r r r r r eh rf ln2 2 11 ln121 2 11 6 22 2 21 3 2 2“ 2 （4.14） + + + = 28 85 ln 28 85 28 94 2 28 85 28 94 2 1 711 . 0 1 28 85 ln1 28 85 21 28 85 2 1 41.80 1 .6210.124.13 2916436 2 2 2 2 2 2 35 2 “ 2 = “ 2 4.82mm =+=+=2.841.25 “ 2 22 10.03 mm 4.6 膜片彈簧的強(qiáng)度校核 膜片彈簧的最大變形= c1 4.8 mm + + = 11 1 1 1 11 1 2 22 2 b 22 1 1 ln 1 3 rrr h rrrrrr h r r r rr u e h f r rr e （4.15) + + = 96-117 .84 962 .84 96-117 .84 96117 8 . 4 2 1 94120 5 . 4 1 94 120 ln94 94120 3 . 01 101 . 2 6 . 2711 . 0 1643 94 8594 14 . 3 3 2 5 b = b 1753 mpa 4.7 膜片彈簧的優(yōu)化 1) 為了保證各工作點(diǎn)，a、b、c 有較合適的位置， （a 點(diǎn)咋凸點(diǎn) m 左邊，b 點(diǎn)在拐點(diǎn) h 附近，c 點(diǎn)在凹點(diǎn) n 附近， ）應(yīng)正確選擇 b1 相對(duì)于拐點(diǎn) h1 的位置。 24 0 . 1.80 11 1 rr rr h b 907 . 0 96117 94120 5 . 4 3 . 3 11 1 = = rr rr h b 2）為了滿足離合器使用性能的要求， 彈簧的h/h與初始第錐角)/(hrr= 應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即 .22h/h.61 73. 16 . 2/.54h/h= 15)/(h9rr =11)94120/(5 . 4)/(rrh 3）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定范圍，即 35. 1/r.21r 27. 194/120/=rr 100270 r 3 .926 . 2/1202/2=hr