膜片式離合器畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)講解

1、目錄一、離合器簡(jiǎn)介 31.1 離合器的功用 31.2 離合器設(shè)計(jì)要求 41.3 離合器的分類(lèi) 4二、離合器的工作原理及過(guò)程 52.1 離合器的工作原理 52.2 離合器的工作過(guò)程 6三、離合器的結(jié)構(gòu)形式 123.1 摩擦離合器的類(lèi)型分類(lèi) 123.2 膜片彈簧離合器的構(gòu)造和工作理 133.3 周布彈簧離合器 133.4 中央彈簧離合器 18四、離合器結(jié)構(gòu)的選擇 204.1 從動(dòng)盤(pán)盤(pán)的選擇 204.2 壓緊彈簧和布置形式的選擇 214.3 從動(dòng)盤(pán)總成 234.4 離合器蓋總成 24五、膜片彈簧離合器基本參數(shù)和主要尺寸的選擇 255.1 摩擦尺寸的選擇 255.3 碟形彈簧的計(jì)算 315.4 膜片彈

2、簧的具體計(jì)算 325.5 花鍵的強(qiáng)度校核 345.6 鉚釘?shù)膹?qiáng)度校核 35六、結(jié)論 37七、致謝 38八、參考文獻(xiàn) 39膜片式離合器的設(shè)計(jì)摘要 ：離合器裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，汽車(chē)從啟動(dòng)到行駛的整個(gè)過(guò)程中，經(jīng) 常需要使用離合器。 它的作用是使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間能逐漸接合， 從而保證汽 車(chē)平穩(wěn)起步； 暫時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的聯(lián)系， 以便于換檔和減少換檔時(shí)的 沖擊；當(dāng)汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)能起分離作用， 防止變速器等傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載， 起到一定 的保護(hù)作用。離合器類(lèi)似開(kāi)關(guān)，接合或斷離動(dòng)力傳遞作用，因此，任何形式的汽 車(chē)都有離合裝置，只是形式不同而已?，F(xiàn)在，電子技術(shù)也進(jìn)入了離合器系統(tǒng)。一 種由控制單元( E

3、CU)控制的離合器已經(jīng)應(yīng)用在多款的轎跑車(chē)上。 關(guān)鍵詞 ： 從動(dòng)盤(pán)總成 傳動(dòng)系 膜片彈簧 非線性彈性特性Diaphragm type couplings designAbstract: The coupling installs between the engine and the transmission gearbox, the automobile from the start to the travel entire process, needs to use the coupling frequently. Its function is causes between the engi

4、ne and the transmission gearbox can join gradually, thus guaranteed that the automobile starts steadily; Shuts off between the engine and transmission gearboxs relation temporarily, is advantageous shifts gears and reduces shifts gears the time impact; When automobile emergency brake can play the se

5、paration role, prevents transmission systems and so on transmission gearbox to overload, plays certain protective function. The coupling similar switch, 全套圖紙及更多設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系 QQ： 360702501the joint or breaks to the power transmission function, therefore, any forms automobile has the engaging and disengaging

6、gear, is only the form is differentN. ow, the electronic technology also entered the coupling system. One kind the coupling which (ECU) controlled by the control unit already applied on many patterns sedan race car.Key words: Driven disc unit , Power transmission , Disk spring , Misalignment elastic

7、 property離合器簡(jiǎn)介1.1 離合器的功用 汽車(chē)傳動(dòng)系的基本功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪。 離合器是汽車(chē)傳 動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的部件。 在汽車(chē)起步前， 先要起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)， 這時(shí)應(yīng)使 變速器處于空擋位置， 將發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間聯(lián)系斷開(kāi)， 以卸除發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。 待 發(fā)動(dòng)機(jī)已起動(dòng)并開(kāi)始正常的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)后， 方可將變速器掛上一定檔位， 使汽車(chē)起 步。汽車(chē)起步時(shí)，汽車(chē)是從完全靜止的狀態(tài)逐步加速的。如果傳動(dòng)系（它聯(lián)系著 整個(gè)汽車(chē)）與發(fā)動(dòng)機(jī)剛性地聯(lián)系， 則變速器一掛上檔， 汽車(chē)將突然向前沖動(dòng)一下， 但并未能起步。 這是因?yàn)槠?chē)從靜止到前沖時(shí)， 產(chǎn)生很大慣性力。 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成 很大的阻力矩。 在這

8、慣性阻力矩作用下， 發(fā)動(dòng)機(jī)在瞬時(shí)間轉(zhuǎn)速急劇下降到最低轉(zhuǎn) 速（一般為 300-500r/min）以下，發(fā)動(dòng)機(jī)即熄火而不能工作，當(dāng)然汽車(chē)也不能起 步。離合器的首要功用是保證汽車(chē)平穩(wěn)起步。 在傳動(dòng)系中裝設(shè)了離合器后， 在發(fā)動(dòng) 機(jī)起動(dòng)后，汽車(chē)起步之前，駕駛員先踩下離合器踏板，將離合器逐漸接合，在離 合器逐漸接合過(guò)程中， 發(fā)動(dòng)機(jī)所受阻力矩也逐漸增加， 故應(yīng)同時(shí)逐漸踩下加速踏 板，即逐步增加對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給量， 使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn) 速以上，不致熄火。 由于離合器的接合緊密程度增大， 發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳給驅(qū)動(dòng) 車(chē)輪的轉(zhuǎn)矩便逐漸增加。 到牽引力足以克服起步阻力時(shí)， 汽車(chē)即從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 并逐步

9、加速。離合器的另一項(xiàng)功用是保證傳動(dòng)系換檔時(shí)工作平穩(wěn)。在汽車(chē)行使過(guò)程中， 為了適應(yīng)不斷變化的行使條件， 傳動(dòng)系經(jīng)常要換用不同檔位工作。 實(shí)現(xiàn)齒輪式變 速器的換檔， 一般是撥動(dòng)齒輪或其它掛檔機(jī)構(gòu)， 使原用檔位的某一齒輪副退出傳 動(dòng)，再使另一檔位的齒輪副進(jìn)入工作。 在換檔前也必須踩下離合器踏板， 中斷動(dòng) 力傳遞，便于使原用檔位的齒輪副脫開(kāi)， 同時(shí)有可能使新檔位齒輪副的嚙合部位 的速度逐漸相等（同步） ，這樣，進(jìn)入嚙合時(shí)的沖擊可以大為減輕。離合器的第三功用是防止傳動(dòng)系過(guò)載。當(dāng)汽車(chē)進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，若沒(méi)有 離合器，則發(fā)動(dòng)機(jī)將因和傳動(dòng)系剛性相連而急劇降低轉(zhuǎn)速， 因此其中傳動(dòng)件會(huì)產(chǎn) 生很大的慣性力矩（數(shù)值可能

10、大大超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)所發(fā)出大最大轉(zhuǎn)矩） ， 對(duì)傳動(dòng)系造成超過(guò)其承載能力的載荷 , 而是其機(jī)件損壞。有了離合器，便可依靠離合器主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間可能產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以消除這一危險(xiǎn)欲使離合器起到以上幾個(gè)作用，離合器應(yīng)該是這樣一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 其主動(dòng)部分和從動(dòng)部分可以暫時(shí)分離， 又可以逐漸接合， 并且在傳動(dòng)過(guò)程中還要 有可能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 所以，離合器的主動(dòng)件與從動(dòng)件之間不可采用剛性聯(lián)系， 而是 借二者接觸面之間的摩擦作用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩（摩擦離合器） ，或是利用液體作為傳 動(dòng)的介質(zhì)（液力耦合器） ，或是利用磁力傳動(dòng)（電磁離合器） 。在摩擦離合器中， 為產(chǎn)生摩擦所需的壓緊力，可以是彈簧力、液壓作用或電磁吸

11、力。1.2 離合器設(shè)計(jì)要求離合器的具體結(jié)構(gòu)， 首先， 應(yīng)在保證發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的前提下， 滿(mǎn)足兩 個(gè)基本性能要求： 1.分離徹底； 2.接合柔和。1）離、合迅速，平穩(wěn)無(wú)沖擊，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)確可靠。2 ）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，慣性小，外形尺寸小，工作安全，效率高。3 ）接合元件耐磨性高，使用壽命長(zhǎng)，散熱條件好。4 ）操縱方便省力，制造容易，調(diào)整維修方便其次，離合器從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要盡可能小。 離合器的功用之一是當(dāng)變速 器換檔時(shí)，中斷動(dòng)力傳遞，以減輕齒輪沖擊。 如果與變速器主動(dòng)軸相連的離合器 從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大， 當(dāng)換檔時(shí)， 雖然由于分離了離合器， 使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器 之間聯(lián)系脫開(kāi)， 但離合器從動(dòng)部

12、分較大的慣性力矩仍然輸入給變速器， 其效果相 當(dāng)于分離不徹底，就不能很好的起到減輕齒輪間沖擊的作用。此外，還要求離合器散熱良好。 因?yàn)樵谄?chē)行駛過(guò)程中， 駕駛員操縱離合 器的次數(shù)是很多的， 這就使離合器中由于摩擦面間頻繁地相對(duì)滑磨而產(chǎn)生大量的 熱。離合器接合愈柔和，產(chǎn)生熱量愈大。這些熱量如不及時(shí)地散發(fā)，對(duì)離合器的 工作將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。摩擦離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩的數(shù)值取決于摩擦面間的壓緊力和摩擦 系數(shù)，以及摩擦面的數(shù)目和尺寸。 若欲增大離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩， 可選用 摩擦系數(shù)較大的摩擦材料， 或適當(dāng)加強(qiáng)壓緊彈簧的壓緊力， 或加大摩擦面的尺寸。1.3 離合器的分類(lèi)摩擦離合器根據(jù)從動(dòng)盤(pán)的數(shù)目可

13、分為單盤(pán)離合器、雙盤(pán)離合器和多盤(pán)離 合器。采用若干個(gè)螺旋彈簧作壓緊彈簧， 并沿摩擦盤(pán)圓周分布的離合器稱(chēng)為周布 彈簧離合器。 僅具有一個(gè)或兩個(gè)較強(qiáng)力的螺旋彈簧， 并安置在中央的離合器則稱(chēng) 為中央彈簧離合器。 還有一種采用膜片彈簧作為壓緊彈簧的， 稱(chēng)為膜片彈簧離合全套圖紙及更多設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系 QQ： 360702501二 離合器的工作原理及過(guò)程2.1 離合器的工作原理離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分借接觸面間的摩擦作用， 或是用液體作為傳動(dòng) 介質(zhì)（液力偶合器） ，或是用磁力傳動(dòng) （電磁離合器）來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，使兩者之間可以 暫時(shí)分離，又可逐漸接合， 在傳動(dòng)過(guò)程中又允許兩部分相互轉(zhuǎn)動(dòng)。 目前在汽車(chē)上 廣泛采用的是

14、用彈簧壓緊的摩擦離合器 （簡(jiǎn)稱(chēng)為摩擦離合器 ） 。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩， 通過(guò)飛輪及壓盤(pán)與從動(dòng)盤(pán)接觸面的摩擦作用， 傳給 從動(dòng)盤(pán)。 當(dāng)駕駛員踩下離合器踏板時(shí)， 通過(guò)機(jī)件的傳遞， 使膜片彈簧大端帶動(dòng)壓 盤(pán)后移，此時(shí)從動(dòng)部分與主動(dòng)部分分離。圖 2-1 所示為摩擦離合器中的兩種壓緊彈簧 （膜片彈簧和螺旋彈簧） 的彈性 特性，在離合器蓋總成中的螺旋彈簧處于壓緊狀態(tài)， 其彈性特性的曲線如圖中曲5線 1 所示。膜片彈簧彈性特性曲線如圖中曲線 2 所示。假如所設(shè)計(jì)的兩種離合器 的壓緊力均相同，即壓緊力均為 Pb ,軸向壓緊變形量為 a 。當(dāng)摩擦片磨損量達(dá)到 容許的極限值 時(shí)，彈簧壓縮變形量減小到 a 。此時(shí)螺旋

15、彈簧壓緊力便降低到 Pa Pb ，兩值相差較大，將使離合器中的壓緊力不足而產(chǎn)生滑磨，而膜片彈簧 壓緊力則只降低到與 Pb 相差無(wú)幾的 Pa ，使離合器仍能可靠得工作。當(dāng)離合器分 離時(shí)，如兩種彈簧的進(jìn)一步壓縮均為 ，由圖可知，膜片彈簧所需的作用力為Pc不螺旋彈簧所需的作用力 Pc減小約 20%?？梢?jiàn)，膜片彈簧離合器操縱輕便。圖 2-1 離合器兩種壓緊彈簧的彈性曲線顯然在離合器中采用膜片彈簧作壓緊彈簧有很多優(yōu)點(diǎn)。 首先 ，膜片彈簧具有 壓緊彈簧和分離杠桿的作用， 使得離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化， 質(zhì)量減小， 并顯著得 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

16、，摩擦片的接觸良好，磨損均勻。另外，由于膜片彈簧具有上述的非線 性彈性特性， 故能在從動(dòng)盤(pán)摩擦片磨損后， 仍能可靠得傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩， 而不 產(chǎn)生滑磨。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，因膜片彈簧是一種旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)零件， 平衡性好，在高速下， 其壓緊力降低很少。 而螺旋彈簧在高速時(shí)， 因受離心力作用會(huì)產(chǎn)生橫向饒曲， 彈簧嚴(yán)重鼓出， 從而降 低了對(duì)壓盤(pán)的壓緊力。2.2 離合器的工作過(guò)程2.2.1 離合器的接合過(guò)程 離合器接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪和壓盤(pán)傳給了動(dòng)盤(pán)兩側(cè)的摩擦片， 帶動(dòng)從動(dòng)盤(pán)本體和與從動(dòng)盤(pán)本體鉚接在一起的減振器盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。 動(dòng)盤(pán)本體和減振器 盤(pán)又通過(guò)六個(gè)減

17、振器彈簧把轉(zhuǎn)矩傳給了從動(dòng)盤(pán)轂。 因?yàn)橛袕椥原h(huán)節(jié)的作用， 所以 傳動(dòng)系受的轉(zhuǎn)動(dòng)沖擊可以在此得到緩和。 傳動(dòng)系中的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)使從動(dòng)盤(pán)轂相對(duì) 于動(dòng)盤(pán)本體和減振器盤(pán)來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)， 夾在它們之間的阻尼片靠摩擦消耗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的 能量，將扭轉(zhuǎn)振動(dòng)衰減下來(lái)。當(dāng)離合器接合時(shí)，主、從摩擦元件總是經(jīng)歷轉(zhuǎn)速不等到轉(zhuǎn)速一致的摩擦過(guò)程。 在交通繁忙的城市使用條件下， 離合器頻繁的接合和滑磨， 使摩擦片很容易磨損， 滑磨產(chǎn)生的熱量使壓盤(pán)和飛輪等零件的溫度升高。 若摩擦表面溫度過(guò)高， 將加劇 摩擦片磨損， 降低離合器使用壽命。 離合器在起步過(guò)程中的滑磨比換檔時(shí)嚴(yán)重得 多，而離合器滑磨的嚴(yán)重程度常用滑磨功來(lái)衡量， 以下討論起步時(shí)離合

18、器的接合 過(guò)程和滑磨功。圖 2-2 離合器的接合過(guò)程的力學(xué)模型全套圖紙及更多設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系 QQ： 360702501圖 2-2 為討論汽車(chē)起步時(shí)離合器接合過(guò)程的力學(xué)模型 Je 為發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)部分 和離合器主動(dòng)部分的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jn 為簡(jiǎn)化到離合器從動(dòng)軸上的當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量在計(jì)算 Jn時(shí)，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，忽略從離合器從動(dòng)盤(pán)到驅(qū)動(dòng)輪全部旋轉(zhuǎn)零件的 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，僅把 Jn看成汽車(chē)平移質(zhì)量，即汽車(chē)總質(zhì)量 ma 換算到離合器從動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量根據(jù)動(dòng)能相等的原理，有：2Jnwn222mav22式中vwnigi0rrwn 離合器從動(dòng)軸角速度；v車(chē)速； ma汽車(chē)總質(zhì)量； rr 車(chē)輪滾動(dòng)半徑；ig 、i0分別為變速器和

19、主減速器傳動(dòng)比；由此得：2Jmarr222ig2i02Jn彈簧），并與壓盤(pán)（或從動(dòng)盤(pán)）同心安置在離合器中央的，稱(chēng)為中央彈簧離 合器。采用膜片彈簧作為壓緊彈簧的稱(chēng)為膜片彈簧離合器3.2 膜片彈簧離合器的構(gòu)造和工作原理膜片彈簧離合器所用的壓緊彈簧是一個(gè)用薄彈簧鋼板制成的帶有一定錐度， 中心部分開(kāi)有許多均布徑向槽的圓錐形彈簧片。 膜片彈簧是碟形彈簧的一種， 它 可以看成由碟簧部分和分離指部分所組成（圖 3-1b）圖（3-1a）所示為某微型汽車(chē)的膜片彈簧離合器在膜片彈簧 8 上，靠中心 部分開(kāi)有， 18個(gè)徑向切口，形成 18 個(gè)分離指，起彈性杠桿作用。膜片彈簧兩側(cè) 有鋼絲支承圈 15，借 6個(gè)鉚釘 9

20、將其安裝在離合器蓋 14上在離合器蓋未固定 到飛輪 2 上時(shí)，膜片彈簧不受力，處于自由狀態(tài)，如圖（ 3-1a）所示。此時(shí)離合 器蓋 14 與飛輪 2 安裝面有一距離 to 當(dāng)將離合器蓋用螺釘固定到飛輪上時(shí)（圖 3-1b），由于離合器蓋靠向飛輪，鋼絲支承圈 15壓膜片彈簧 8 使之發(fā)生彈性變形（錐角9變小）。同時(shí)，在膜片彈簧外端對(duì)壓盤(pán) 4 產(chǎn)生壓緊力而使離合器處于接合狀態(tài)。 當(dāng)一分離離合器時(shí)，公離軸承 13左移（圖 3-1c），膜片彈簧被壓在鋼絲支承圈上， 其徑向截面以支承圈為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng) （膜片彈簧呈反錐形） ，于是膜片彈簧外端右移， 并通過(guò)分離彈簧鉤 7 拉動(dòng)壓盤(pán)使離合器分離3.3 周布彈簧離合

21、器 一、單盤(pán)周布彈簧離合器單盤(pán)周布彈簧離合器的構(gòu)造圖 3-2 所示為東風(fēng) EQ1090E 型汽車(chē)的單盤(pán)周布彈簧離合器的構(gòu)造。發(fā) 動(dòng)機(jī)的飛輪 2和壓盤(pán)16是離合器的主動(dòng)部分。離合器蓋 19和壓盤(pán)之間是通過(guò)四 組傳動(dòng)片 33 來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的。傳動(dòng)片用彈簧鋼片制成，每組兩片，其一端用鉚釘 32鉚在離合器蓋 19 上，另一端則用螺釘 34 與壓盤(pán)連接，離合器蓋用螺釘固定 在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上。 因此壓盤(pán)能隨飛輪一起旋轉(zhuǎn)。 在離合器分離時(shí)， 彈性的傳動(dòng) 片產(chǎn)生彎曲變形（其兩端沿離合器軸向作相對(duì)位移） 。為使離合器分離時(shí)不至于 破壞壓盤(pán)的對(duì)中和離合器的平衡，四組傳動(dòng)片是相隔 900 沿圓周切向均勻分布 的。在飛

22、輪 2 和壓盤(pán) 16之間裝有一片帶有扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)。從動(dòng)盤(pán)由從動(dòng) 盤(pán)轂 10和從動(dòng)盤(pán)本體 4 組成。從動(dòng)盤(pán)本體的兩面各鉚有摩擦片 5。從動(dòng)盤(pán)轂 10 的花鍵孔套在從動(dòng)軸（即變速器主動(dòng)軸） 11 前端的花鍵上，并可在花鍵上作軸 向移動(dòng)。 16 個(gè)沿圓周分布的螺旋彈簧 31將壓盤(pán)壓向飛輪，并將從動(dòng)盤(pán)夾緊在中 間，使離合器處于接合狀態(tài)。這樣，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩一部分將由 飛輪經(jīng)與之接觸的摩擦片直接傳給從動(dòng)盤(pán)本體； 另一部分則由飛輪通過(guò) 8 個(gè)固定 螺釘傳封離合器蓋 19，并由此經(jīng)四組傳動(dòng)片傳到壓盤(pán)，最后也通過(guò)摩擦片傳給 從動(dòng)盤(pán)本體。 從動(dòng)盤(pán)本體再將轉(zhuǎn)矩通過(guò)從動(dòng)盤(pán)毅的花鍵傳給從動(dòng)軸 I1

23、，由此輸人 變速器。離合器須與曲軸飛輪組組裝在一起進(jìn)行動(dòng)平衡校正。 為了在拆下離合器后重 新組裝時(shí)保持動(dòng)平衡，離合器蓋與飛輪的相對(duì)角位置由定位銷(xiāo) 17 定位。全套圖紙及更多設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系 QQ：3607025011011、雙盤(pán)周布彈黃離合器12為了增大離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩， 并考慮到飛輪的徑向尺寸有限， 在重 型貨車(chē)上廣泛采用了雙盤(pán)離合器。圖所示為黃河 JN1181C13 型汽車(chē)雙片離合器的構(gòu)造其主動(dòng)部分由飛 輪、壓盤(pán)、中間壓盤(pán)及離合器蓋 16組成，兩個(gè)從動(dòng)盤(pán) 3和 4夾在飛輪、 中間壓盤(pán)及壓盤(pán)的中間。離合器中沿圓周均布 12 個(gè)壓緊彈簧，使壓盤(pán)和中間壓 盤(pán)緊緊地壓向飛輪 中間壓盤(pán)的邊緣上有四個(gè)缺

24、口， 飛輪上的四個(gè)定位塊即嵌裝 在這四個(gè)缺口中， 用以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩， 同時(shí)保證中間壓盤(pán)的正確位置。 這種 傳力方法與前述的用傳力片傳力的方法比較起來(lái)， 傳動(dòng)更為可靠， 但其傳力件接 觸部分的尺寸和位置的精確度要求較高， 而且在分離與接合的過(guò)程中， 傳力件相 對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦及磨損均為較大。 磨損后的傳力件在離合器傳動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生沖擊 和噪聲由于摩擦片數(shù)增多， 其接合較為柔和， 但是必須有專(zhuān)門(mén)裝置， 以保證主 動(dòng)盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)之間能徹底分離。 在圖中， 當(dāng)離合器分離時(shí)， 壓盤(pán)被四個(gè)分離杠桿 以支承銷(xiāo) 9為中心轉(zhuǎn)動(dòng)而拉向右方， 而中間壓盤(pán)則被裝在它和飛輪之間的分離彈 簧 2 推向后方，與前從動(dòng)盤(pán) 4

25、脫離接觸。同時(shí)為了使后從動(dòng)盤(pán) 3不被中間壓盤(pán)和 壓盤(pán)夾住，在離合器蓋上裝有四個(gè)限位螺釘 17，用以限制中間壓盤(pán)的行程。限 位螺釘?shù)奈恢每梢哉{(diào)節(jié)。3.4 中央彈簧離合器全套圖紙及更多設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系 QQ： 360702501中央彈簧離合器只采用一個(gè)或軸線重合的內(nèi)外兩個(gè)壓緊彈簧， 且位于離 合器的中央長(zhǎng)征 XD2150型汽車(chē)所用的中央彈簧雙盤(pán)離合器如圖 3-5 所示。飛輪 6、離 合器蓋 10、壓盤(pán) 8 和中間主動(dòng)盤(pán)組成離合器的主動(dòng)部分傳動(dòng)銷(xiāo)的尾部壓 入飛輪 6內(nèi)圓面上的徑向孔中， 而其頭部則伸入中間主動(dòng)盤(pán) 2邊緣的切口內(nèi)。鑄 造的離合器蓋 10 的內(nèi)表面有凸起部，嵌入壓盤(pán)上相應(yīng)的一切口中。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力

26、 一部分從飛輪經(jīng)傳動(dòng)銷(xiāo)傳給中間主動(dòng)盤(pán)；另一部分由飛輪經(jīng)離合器蓋傳給壓盤(pán)。 中央壓緊彈簧 13 的前端通過(guò)一個(gè)用鋼板沖壓制成的支承盤(pán)支于離合器蓋上，其 后端則抵靠著分離套筒 14。軸向安裝在分離套筒上的三根拉桿分別與三根壓緊 杠桿 17 的內(nèi)端相連。壓緊杠桿以固定在離合器蓋上的支承銷(xiāo) 16為支點(diǎn)，其外端 與壓盤(pán)相接觸。于是中央彈簧的壓緊力便通過(guò)分離套筒 14、拉桿和壓緊杠桿 17 將離合器的主動(dòng)和從動(dòng)部分壓緊。13圖 3-5 長(zhǎng)征 XD2150 汽車(chē)中央彈簧離合器全套圖紙及更多設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系 QQ：3607025011- 傳動(dòng)銷(xiāo)； 2-中間主動(dòng)盤(pán)； 3-扭轉(zhuǎn)減振器； 4、5-從動(dòng)盤(pán)； 6-飛輪7-分

27、離擺桿； 8-壓盤(pán)； 9-分離彈簧； 10-離合器蓋； 11-調(diào)整環(huán)； 12-傳動(dòng)桿13-中央彈簧； 14-分離套筒； 15-平衡盤(pán)； 16-支撐銷(xiāo)； 17-壓緊杠桿14四 離合器結(jié)構(gòu)的選擇在設(shè)計(jì)離合器時(shí)， 應(yīng)根據(jù)車(chē)型的類(lèi)別、 使用要求、制造條件以及 “三化”（即 系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化）要求等，合理選擇離合器的結(jié)構(gòu)。4.1 從動(dòng)盤(pán)數(shù)選擇 單片離合器結(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。雙片離合器與單片離合器相比， 由于摩擦面數(shù)增加一倍， 因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能 力較大；在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較小，另外接合較為 平順

28、。但中間壓盤(pán)通風(fēng)散熱不良，兩片起步負(fù)載不均，因而容易燒壞摩擦片，分 離也不夠徹底。多片離合器多為濕式， 它有分離不徹底， 軸向尺寸和質(zhì)量大等缺點(diǎn)， 以為主 要用于行星齒輪變速器換檔機(jī)構(gòu)中。 但它具有接合平順柔和、 摩擦表面溫度較低、 磨損較小、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)對(duì)以上幾種形式的比較和根據(jù)在大眾轎車(chē)的性能要求， 選取 單片離合器 為大眾轎車(chē)的離合器。4.2 壓緊彈簧和布置形式的選擇 周置彈簧離合器的壓緊彈簧均采用圓柱螺旋彈簧， 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 制造 容易，因此應(yīng)用較為廣泛。 此結(jié)構(gòu)中彈簧壓力直接作用于壓盤(pán)上。 為了保證摩擦 片上壓力均勻， 壓緊彈簧的數(shù)目不應(yīng)太少， 要隨摩擦片直徑的增大而

29、增多， 而且 應(yīng)當(dāng)是分離杠桿的倍數(shù)。 在某些重型汽車(chē)上， 由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩較大， 所需壓 緊彈簧數(shù)目較多， 可將壓緊彈簧布置在兩個(gè)同心圓周上。 壓緊彈簧直接與壓盤(pán)接 觸，易受熱退火， 且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速很高時(shí)， 周置彈簧由于受離心力作用而向 外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力隨之降低。此外，彈簧靠到 它的定位片面上，造成接觸面部位嚴(yán)重磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。中央彈簧離合器采用一至兩個(gè)圓柱螺旋彈簧或用一個(gè)圓錐彈簧作為壓緊彈 簧，并且布置在離合器的中心，此結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大。由于可選較大的杠桿比， 因此可得到足夠的壓緊力，且有利于減小踏板力，使操縱輕便。此外，壓緊彈簧 不與壓盤(pán)直

30、接接觸， 不會(huì)使彈簧受熱退火， 通過(guò)調(diào)整墊片或螺紋容易實(shí)現(xiàn)對(duì)壓緊 力的調(diào)整。15斜置彈簧離合器的彈簧壓力斜向作用在傳動(dòng)盤(pán)上，并通過(guò)壓桿作用在壓盤(pán) 上。這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)是在摩擦片磨損或分離離合器時(shí)， 壓盤(pán)所受的壓緊力幾 乎保持不變。 與上述兩種離合器相比， 具有工作性能穩(wěn)定、 踏板力較小的突出優(yōu) 點(diǎn)。膜片彈簧離合器中的膜片彈簧是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的蝶形彈簧部分分離組 成，它與其它形式的離合器相比具有以下一系列優(yōu)點(diǎn)：1）膜片彈簧具有較理想的非線性特性，彈簧壓力在摩擦片允許磨損范圍內(nèi) 基本不變，因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；對(duì)于圓柱螺旋彈簧， 其壓力大大下降。離合器分離時(shí)，彈簧壓力有所下

31、降，從而降低了踏板力；對(duì)于 圓柱螺旋彈簧，壓力則大大增加。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)量小。3）高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱螺旋彈簧壓緊 力則明顯下降。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。但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜， 對(duì)材質(zhì)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

32、片彈簧的制造已日趨成熟。 因此， 膜片彈簧離合器不僅在轎車(chē)上被大量采用， 而且在輕、 中、重型貨車(chē)以及客車(chē)上 被廣泛采用。膜片彈簧離合器， 按分離時(shí)離合器蓋總成的分離指處是承受壓力或拉力， 可 分為推式和拉式兩種。壓式膜片彈簧離合器是常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)。 膜片彈簧常用的幾種支撐型式如圖 所示。圖 a 是早期出現(xiàn)的一直在采用的結(jié)構(gòu)。 當(dāng)分離軸承與曲軸中心線不同心時(shí)， 可引起鉚釘?shù)倪^(guò)度磨損。提高鉚釘硬度可減少磨損。圖 b，在鉚釘上裝硬度高的 套筒和支撐圈，是提高耐磨性的結(jié)構(gòu)措施，但使零件增多。圖 c 所示的結(jié)構(gòu)中、 取消了鉚釘， 原鉚釘?shù)淖饔糜呻x合器蓋內(nèi)邊緣上伸出的多個(gè)小彎板代替， 小彎板16從膜片彈

33、簧徑向槽根部穿過(guò)， 大大減少了離合器蓋總成的零件數(shù)。 圖 d 中的結(jié)構(gòu)，將 鉚釘?shù)囊欢酥瞥尚泵妫?在離合器蓋靠鉚釘頭的一端制成斜面， 在離合器蓋靠鉚釘 附近做成凸起，省去了兩個(gè)支撐環(huán)。拉式膜片彈簧離合器中， 其膜片彈簧的安裝方向與推式相反。 在接合時(shí)， 膜 片彈簧的大端支承在離合器蓋上， 而以中部壓緊在壓盤(pán)上。 將分離軸承向外拉離 飛輪，即可實(shí)現(xiàn)分離。與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有如下優(yōu)點(diǎn)：1) 由于取消了中間支承各零件，并只用一個(gè)或不用支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu) 更簡(jiǎn)單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更小。2) 由于拉式膜片彈簧是以中部與壓盤(pán)相壓，因此在同樣壓盤(pán)尺寸條件 下可采用直徑較大的膜片彈簧，從而

34、提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，而并 不增大踏板力；或在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)。3) 在接合或分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，故分離效率 更高。4) 拉式的杠桿比大于推式杠桿比，且中間支承少，減少了摩擦損失， 傳動(dòng)效率較高，使踏板操縱更輕便。拉式踏板力比推式一般約可減少 25%-30%。5) 拉式在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，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)產(chǎn)生沖擊和噪聲。6) 使用壽命更長(zhǎng)。 但是，拉式膜片彈簧的分離指是與分離軸承套筒總成嵌裝在一起的， 需專(zhuān)門(mén) 的分離軸承，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝和拆卸困難，且分離行程略比推式大些。由于拉式 膜片彈簧離合器綜合性

35、能優(yōu)越，它已在一些汽車(chē)中得以應(yīng)用17因此大眾 Polo 選用拉式離合器。4.3. 從動(dòng)盤(pán)總成從動(dòng)部分是由單片、 雙片或多片從動(dòng)盤(pán)所組成， 它將主動(dòng)部分通過(guò)摩擦傳來(lái) 的動(dòng)力傳給變速器的輸入軸。 從動(dòng)盤(pán)由從動(dòng)盤(pán)本體， 摩擦片和從動(dòng)盤(pán)轂三個(gè)基本 部分組成。 為了避免轉(zhuǎn)動(dòng)方向的共振， 緩和傳動(dòng)系受到的沖擊載荷， 大多數(shù)汽車(chē) 都在離合器的從動(dòng)盤(pán)上附裝有扭轉(zhuǎn)減震器。為了使汽車(chē)能平穩(wěn)起步， 離合器應(yīng)能柔和接合， 這就需要從動(dòng)盤(pán)在軸向 具有一定彈性。為此，往往在動(dòng)盤(pán)本體園周部分，沿徑向和周向切槽。再將分割 形成的扇形部分沿周向翹曲成波浪形， 兩側(cè)的兩片摩擦片分別與其對(duì)應(yīng)的凸起部 分相鉚接，這樣從動(dòng)盤(pán)被壓縮時(shí)，

36、壓緊力隨翹曲的扇形部分被壓平而逐漸增大， 從而達(dá)到接合柔和的效果。從動(dòng)盤(pán)總成主要由摩擦片、 從動(dòng)片、 和花鍵轂等組成。 從動(dòng)盤(pán)對(duì)離合器工作 性能影響很大，應(yīng)滿(mǎn)足如下設(shè)計(jì)要求：1) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要盡可能小，以減小變速器換檔齒輪間的沖擊。2) 應(yīng)具有軸向彈性，使離合器接合平穩(wěn)， 便于起步，而且使摩擦面壓力均勻 , 減小磨損。為了使從動(dòng)盤(pán)具有軸向彈性 , 常用的方法有 :1) 動(dòng)盤(pán)上開(kāi)“ T”形槽，外緣形成許多扇形，并將扇形部分壓成依次向不同 方向彎曲的波浪形。 兩側(cè)的摩擦片則分別鉚在每相隔一個(gè)的扇形上。 “T“形槽還 可以減小由于摩擦發(fā)熱而引起的從動(dòng)片翹曲變形。 、2) 將扇形波形片的左、 右凸起段分

37、別與左、 右側(cè)摩擦片鉚接。 由于波形片比 從動(dòng)片薄，故這種結(jié)構(gòu)軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，適宜高速旋轉(zhuǎn)。3) 利用階段梯形鉚釘?shù)募?xì)段將成對(duì)波形片的左片鉚在左側(cè)摩擦片上， 并交替 地把右片鉚在右側(cè)摩擦片上。 這種結(jié)構(gòu)彈性行程大， 彈性特性較理想， 可使汽車(chē) 起步極為平順。4) 將靠近飛輪的左側(cè)摩擦片直接鉚合從動(dòng)片上， 只在靠近壓盤(pán)側(cè)的從動(dòng)片鉚 在波形片，右側(cè)摩擦片用鉚釘與波形片鉚合。 這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大， 但強(qiáng)度較高， 傳遞轉(zhuǎn)矩能力大。離合器摩擦片在性能上應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：1) 剛性系數(shù)較高且較穩(wěn)定 , 工作溫度、單位壓力、轉(zhuǎn)動(dòng)速度的變化對(duì)其影響 要小182）較高的機(jī)械強(qiáng)度與耐磨性。3）密度要小

38、, 以減小從動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。4）定性好，在高溫下分離出的粘合劑少，無(wú)味，不易燒焦。5）表面粗糙度好，不致刮傷飛輪和壓盤(pán)表面。6）應(yīng)平順而不產(chǎn)生“咬合”或“動(dòng)”現(xiàn)象。7）放后，摩擦面間不發(fā)生“粘著”現(xiàn)象。 離合器摩擦片所用的材料有石棉基摩擦材料、 粉末冶金摩擦材料和金屬陶瓷 摩擦材料。石棉基摩擦材料具有摩擦因數(shù)較高 （大約 0.3-0.45） 、密度較小、制造容易、價(jià) 格低等優(yōu)點(diǎn)。但它性能不夠穩(wěn)定，摩擦因數(shù)受工作溫度、單位壓力、滑磨速度的 影響大， 目前主要應(yīng)用于中、 輕型貨車(chē)中。 由于石棉在生產(chǎn)和事業(yè)過(guò)程中對(duì)環(huán)境 有污染，對(duì)人體有害，所以現(xiàn)在正以玻璃纖維、金屬纖維等來(lái)替代是石棉纖維。 粉末冶金和

39、屬陶瓷摩擦材料具有傳熱性好、 熱穩(wěn)定性與耐磨性好、 摩擦因數(shù)較高 且穩(wěn)定、能承受的壓力較高以及壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較貴，密度較大，接合 平順性較差，主要用于重型汽車(chē)上。摩擦片與從動(dòng)片的連接方式有鉚接和粘接兩種。鉚接方式連接可靠，更換摩擦 片方便，適宜從動(dòng)片上裝波形片，但其摩擦面積利用率小，使用壽命短。粘接方 式可增大實(shí)際摩擦面積， 摩擦片厚度利用率高， 具有較高的抗離心力和切向力的 能力，但更換摩擦片困難，且使從動(dòng)片難以裝波形片，無(wú)軸向彈性，可靠性低?；ㄦI轂軸向長(zhǎng)度不宜過(guò)小，以免在花鍵軸上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底， 一般取 1.0-1.4 倍的花鍵軸直徑?；ㄦI轂一般采用鍛鋼 （如 45

40、鋼,40Cr 等），表 面和心部硬度一般再 26-32HRC。4.4 離合器蓋設(shè)計(jì) 從動(dòng)片要求質(zhì)量輕，具有軸向彈性，硬度和平面度要求高。材料常用中碳鋼板 如 50 鋼或低碳鋼板如 10 鋼，一般厚度為 1.3-2.5 ，表面硬度 35-40HRC。波形片一般采用 65Mn,厚度小于 1mm，硬度為 40-46HRC，并經(jīng)過(guò)表面發(fā)藍(lán)處 理。對(duì)壓盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：1）壓盤(pán)具有較大的質(zhì)量以增大熱容量、減小溫升，防止其產(chǎn)生裂紋和破碎， 有時(shí)可設(shè)置各種形狀的散熱肋和鼓風(fēng)肋， 以幫助散熱通風(fēng)。 中間壓盤(pán)可鑄出通風(fēng) 槽，也可采用傳熱系數(shù)較大的鋁合金壓盤(pán)。2）壓盤(pán)具有較大的剛度， 使壓緊力在摩擦面上的壓力分布均

41、勻并減小受熱后19的翹曲變形，以免影響摩擦片的均勻壓緊以及與離合器的徹底分離。3）與飛輪應(yīng)保持良好的對(duì)中，并要進(jìn)行靜平穩(wěn)。4）壓盤(pán)的高度尺寸 （ 從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離 ）公差要小。 壓盤(pán)通常采用灰鑄鐵，一般采用 HT200，HT250，HT300，也有少數(shù)采用合金 壓鑄件。5 膜片彈簧離合器基本參數(shù)和主要尺寸的計(jì)算全套圖紙及更多設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系 QQ： 3607025015.1 摩擦片尺寸的選擇 為了可靠地利用離合器中的摩擦傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 , 離合器靜摩擦力矩 （實(shí)為力 偶矩 ）T 應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 T , 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 :TcT0max5-1式中 -離合器的后備系數(shù) , 必須大于 1. 根據(jù)摩

42、擦定律 , 靜摩擦力矩可寫(xiě)為 :Tc fF ZRC5-2式中 F - 壓盤(pán)加于摩擦片的工作壓力 ;Z - 摩擦面數(shù)目 ;f -摩擦系數(shù), 計(jì)算時(shí)一般取 0.250 .30;RC - 摩擦片平均半徑 . 假定摩擦片上的壓力均勻分布 , 則:R D3 d3RC 3(D2 d2)5-3式中 D- 摩擦片外徑 ; d- 摩擦片內(nèi)徑 .當(dāng) d/D 0.6 時(shí), RC 可相當(dāng)準(zhǔn)確地由下式計(jì)算5-4Dd4壓盤(pán)工作壓力 F 為摩擦面單位壓力 與一個(gè)摩擦面的面積 A 之積2035000轉(zhuǎn)/分)； Pemax =100kw(10000轉(zhuǎn)/ 分)查資料選取 f =0.3 ， Z=2， P0 =0.3 M pa ，C

43、=0.7， =1.5由公式 5-512 Temax3 fZP0(1 C3)12 1.75 168 1033.14 0.3 2 0.3 (1 0.73)=211.8 取 D= 220 則 d=150 從動(dòng)盤(pán)的其它尺寸見(jiàn)圖紙。5.2 膜片彈簧的設(shè)計(jì)和校核5.2.1 膜片彈簧的載荷和變形碟形彈簧的形狀如一錐形墊片， 它具有獨(dú)特的彈性特性， 廣泛應(yīng)用于機(jī)器制 造業(yè)。膜片彈簧是具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧， 如圖 5-1 所示， 其碟形彈簧部分的 小端，伸出許多由徑向槽隔開(kāi)的指狀部分 分離指 。膜片彈簧的彈性特性與尺寸 如其碟形彈簧部分的碟形彈簧的彈性特性完全相同 （當(dāng)加載位置相同時(shí)） 。因此， 碟形彈簧的有

44、關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算公式，對(duì)膜片彈簧同樣適用。21圖 5-2 膜片彈簧子午斷面繞中性點(diǎn) o 轉(zhuǎn)動(dòng)假定膜片彈簧在承載過(guò)程中， 其子午斷面剛性得圍繞此斷面上的某一中性點(diǎn) o 轉(zhuǎn)動(dòng)（參看圖 5-2 ）。由此假定可導(dǎo)出膜片彈簧的載荷與變形之間的關(guān)系和應(yīng)力 計(jì)算公式。圖膜片彈簧在不同改組狀態(tài)時(shí)的變形 全套圖紙及更多設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系 QQ： 360702501 a）自由狀態(tài)； b）壓緊狀態(tài)； c）分離狀態(tài)圖 5-3 畫(huà)出了膜片彈簧在自由狀態(tài)、壓緊狀態(tài)和分離狀態(tài)時(shí)的受載與變形的 示意圖。通過(guò)支撐環(huán)和壓盤(pán)加在膜片彈簧上的沿圓周分布的載荷， 假想的集中在 支撐點(diǎn)，用 F1表示。加載點(diǎn)間的相對(duì)變形（軸向）為1。壓緊力 F1 與變

45、形 1之間的關(guān)系式為：Eh 1 ln(R/r)26(1 ) (R1 r1)2RrR1 r11 R r2 R1 r1h25-6式中 E- 彈性模量，對(duì)于鋼， E=2.1 104 Pa ；- 泊松比，對(duì)于鋼， =0.3 ；h- 彈簧鋼板厚度 ;H-膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，其碟形彈簧部分的內(nèi)截高度，如圖5-3a;R、r- 膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)， 其碟形彈簧部分大端和小端半徑， 如圖 5-2;R1、r1- 壓盤(pán)加載點(diǎn)和支撐環(huán)加載點(diǎn)半徑。當(dāng)離合器分離時(shí)， 膜片彈簧的加載點(diǎn)發(fā)生變化。 如圖 5-3c 設(shè)分離軸承對(duì)膜22片彈簧分離指所加的載荷為 F2 ，對(duì)應(yīng)此載荷作用點(diǎn)的變形為 2 。應(yīng)當(dāng)指明，在 分離與壓緊

46、兩種加載情況下， 只要膜片彈簧變形到相同的位置， 及其碟形彈簧部分的子午斷面從自由狀態(tài)的初始位置轉(zhuǎn)過(guò)相同的轉(zhuǎn)角 ，便有如下的對(duì)于關(guān)系：5-75-8r1 rf1 R1 r1R1 r1 F1 r1 rf式中 rf -膜片彈簧分離指與分離軸承接觸點(diǎn)的半徑當(dāng)F1- 1曲線已知 , 利用式 5-7 和 5-8 很容易求出 F2- 2曲線. 如果想知道分 離指對(duì)膜片彈簧的推力 F2與該彈簧在同壓盤(pán)接觸點(diǎn)的變形 2(如圖 5-3c)之間的 關(guān)系,只要將式 5-6 即可求出.必須指出， 2 為自然狀態(tài)算起的膜片彈簧分離指加載點(diǎn)的變形位置，與分 離軸承推分離指的移動(dòng)行程 2f 不同(如圖 5-3c )，而 2f

47、 是與壓盤(pán)分離行程 1f 相 對(duì)應(yīng)的，有 2f = 1f (r1 rf)/( Rr r1) 。如果考慮分離指在力 F2作用下的彎曲變形 2f，由圖 5-4 可見(jiàn)。分離軸承推膜片彈簧分離指的總移動(dòng)行程為 2F 2f 2f 。23圖 5-4 膜片彈簧分離指受載時(shí)的變形示意圖5.2.2 膜片彈簧的應(yīng)力計(jì)算我們假定膜片彈簧在承載過(guò)程中， 其子午斷面剛性得繞此斷面上的某一中性 點(diǎn) o 轉(zhuǎn)動(dòng)(參看圖 5-2 )。由此可知，斷面在 o 點(diǎn)處沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱悖?因而 o 點(diǎn)的切向應(yīng)力為零； o 點(diǎn)以外的斷面上的點(diǎn)一般均發(fā)生切向應(yīng)變，故產(chǎn)生 切向應(yīng)力。如選一坐標(biāo)固定于子午斷面，使坐標(biāo)原點(diǎn)位于中性點(diǎn) o，

48、令 x 軸平行 于子午斷面的上下邊且方向如圖 5-2 所示，則端面上的任意點(diǎn)的切向應(yīng)力為：5-9E x ( /2) y1 2 e x式中 - 碟形彈簧部分子午斷面的轉(zhuǎn)角(自由狀態(tài)初始位置算起) ；-碟形彈簧部分自由狀態(tài)時(shí)的圓錐底角；e -碟形彈簧部分子午斷面中性點(diǎn)的半徑， e (R r)/ln(R r) 。 分析表明，膜片彈簧的碟形彈簧部分凸面內(nèi)緣點(diǎn) B 處的切向應(yīng)力最大。將 B 點(diǎn)的坐標(biāo) x (e r)和y h/2代入式 5-9 ，則得 B點(diǎn)的切向應(yīng)力 tB的表達(dá)式如下：tBE e r 2(1 2)r 2e rh25-10令 d tB /d 0 ，可求出切向應(yīng)力 tB 達(dá)極大值的轉(zhuǎn)角 p h

49、/ 2(e r) 。由此 表明， B點(diǎn)壓應(yīng)力的極大值發(fā)生在這樣的轉(zhuǎn)角位置上；比碟形彈簧壓平位置(轉(zhuǎn) 角等于 )再多轉(zhuǎn)角度 arctg h/(2e 2r) h/(2e 2r) 。當(dāng)離合器徹底分離時(shí)，膜片彈簧子午斷面的轉(zhuǎn)角 f p，應(yīng)把式 5-10 中的取為 p；計(jì)算 tB；如果 fp，B 點(diǎn)切向應(yīng)力 tB應(yīng)徹底分離時(shí)的變形位置(轉(zhuǎn)角 f )計(jì)算。B點(diǎn)作為分離指根部的一點(diǎn)， 分離軸承推力 F2 作用下還有彎曲應(yīng)力 B ，其表達(dá)式為：5-116(r rf )F2nbrh224式中 n- 分離指數(shù)目；br -一個(gè)分離指的根部寬度5-12由于 B為切向壓應(yīng)力 tB 垂直的拉應(yīng)力，所以，根據(jù)最大剪應(yīng)力強(qiáng)度

50、理論， B點(diǎn) 的當(dāng)量應(yīng)力為：Bj rB tB在實(shí)際設(shè)計(jì)中，通常用此當(dāng)量應(yīng)力校核膜片彈簧的強(qiáng)度，即讓 Bj 不超過(guò)許用應(yīng)力。5.2.3 主要參數(shù)的選?。?1）比值 H/h 的選取此值對(duì)膜片彈簧的彈性影響極大。為了保證離合器壓緊力變化不大，選取 H/h=2；h=3 ；則 H=6。（2）R/r 分析表明， R/r 愈小應(yīng)力愈大，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響愈 大，故選取 R=1000； R/r=1.26 ，則 r=750 。（3）膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，圓錐底角 一般在11左右，故選取 =11 ，分離 指數(shù)目取 12（4）選取 60 Si2MnA 作為膜片彈簧的制造材料，當(dāng)量應(yīng)力的許用應(yīng)力可取為B

51、j 1500 1700N /mm2 。. 碟形彈簧的計(jì)算離合器中的碟形彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 ,主要根據(jù)其剛度條件載荷變形公式10，強(qiáng)度條件應(yīng)力變形公式 33tmax4Eh (1 2)D2 A4E2 2 C H1(1 2)D2A12 Ch 11033已知：通常為下列參數(shù)：）載荷 p ；）碟形彈簧的外徑和內(nèi)徑 d；25（）所需要的載荷變形特性曲線型式（即表示 H 比值的范圍）h求：（）內(nèi)截錐高度； （）彈簧板厚度 h；（）載荷變形特性（載荷 P 與變形量 的關(guān)系）和各特性點(diǎn)的位置 設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的要求：（）所設(shè)計(jì)碟形彈簧的載荷變形特性要符合使用的需要（剛度條件） ； （）所設(shè)計(jì)碟形彈簧的最大工作應(yīng)力 tma

52、x 仍不超過(guò)許用應(yīng)力 （強(qiáng)度條件） 設(shè)計(jì)計(jì)算步驟：先選擇碟形彈簧的材料，并確定其許用應(yīng)力 由于在式 10 和式 33 的兩個(gè)公式中，尚有三項(xiàng)未知數(shù) ,H,h ，不能聯(lián)立求解， 而且即使已知一項(xiàng) H ，兩式仍不便聯(lián)立求解，因在式 10 中 項(xiàng)為三次方因此 只有通過(guò)先假設(shè)兩項(xiàng)參數(shù)的試算方法（）可先假設(shè) H（根據(jù)錐角 或地位的限制等等 ），再假設(shè) h（根據(jù) H 比值 ） h或 （ 根據(jù)地位等 ）, 然后由式 10 用試算法求得 或 h （）根據(jù)已得的 ,H,h代入式 33，試算是否滿(mǎn)足強(qiáng)度條件（但應(yīng)注意， 有時(shí)計(jì)算 tmax所用的 并不等于計(jì)算 P 所用的 ）如不能滿(mǎn)足式 33的要求，就 要另行假設(shè)

53、 ,H ,h ，再進(jìn)行計(jì)算，如此反復(fù)多次，直到所假設(shè), H ,h同時(shí)滿(mǎn)足式 10 和式 33 兩個(gè)條件（） 繪出所計(jì)算碟形彈簧的載荷變形特性曲線，必要時(shí)繪出應(yīng)力變 形曲線5.4 膜片彈簧的具體計(jì)算1 已知 : 膜片彈簧的主要尺寸為：26R 110mm ， r 85mm ， e 87mm ， 1 4mm ， 2 10mm ， h 2.2mm ，H 3.4mm，Hn 27mm， f 27mm， f1 75mm，槽數(shù)n 18, 膜片彈簧的材料： 60C2號(hào)硅鋼， E 2.1 104公斤/毫米 ， 0.32 求：全套圖紙及更多設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系 QQ： 360702501 （）膜片彈簧的載荷變形特性。（）膜片彈簧的最大應(yīng)力。3 解：（）膜片彈簧的載荷變形特性） p1 特性曲線及 p11 特性曲線的繪制將式 28 改寫(xiě)為Eh46(1 2)(R e)21ln R H 1 h r h hR rH 1 R r 1R eh 2h R e27代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 P2c =6.2 1043P2c(r f ) r max22rh3 6 2 (8.5 2 .3)20.6 74 8.5 20 .22= 1324公斤/ 厘米2 (拉伸)最大切向應(yīng)