乘用車(chē)膜片彈簧離合器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、乘用車(chē)膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)第一章緒論1.1 論文設(shè)計(jì)的目的及意義通過(guò)了解乘用車(chē)離合器的構(gòu)造，掌握乘用車(chē)離合器的工作原理，了解從動(dòng)盤(pán)總成、壓盤(pán)和膜片彈簧的結(jié)構(gòu)，掌握從動(dòng)盤(pán)總成、壓盤(pán)和膜片彈簧的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)對(duì)以上幾方面的了解，從而深入的了解離合器。學(xué)會(huì)如何查找文獻(xiàn)資料、相關(guān)書(shū)藉，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)項(xiàng)目、自主學(xué)習(xí)的能力，掌握單獨(dú)設(shè)計(jì)課題和項(xiàng)目的方法，設(shè)計(jì)出滿足整車(chē)要求并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、具有良好的制造工藝性且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)的乘用車(chē)離合器，為以后從事汽車(chē)方面的工作或工作中設(shè)計(jì)其它項(xiàng)目奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生充分地認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)一個(gè)工程項(xiàng)目所需經(jīng)歷的步驟和方法，以及身為一個(gè)工程技術(shù)人員所需具

2、備的素質(zhì)和所應(yīng)當(dāng)完成的工作，為即將進(jìn)入社會(huì)提供了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，對(duì)于由學(xué)生向工程技術(shù)人員轉(zhuǎn)變有著重大的實(shí)際意義。1.2 論文選題的背景對(duì)于以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車(chē)，離合器是汽車(chē)傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連接的總成，其主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車(chē)起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平穩(wěn)平順地接合，確保汽車(chē)平穩(wěn)起步；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系各零件因過(guò)載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。隨著汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率的不斷提高和汽車(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

3、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)。汽車(chē)傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力學(xué)和燃油經(jīng)濟(jì)性有著重大影響，而離合器又是汽車(chē)傳動(dòng)系中的重要部件。在離合器設(shè)計(jì)中，合理地選擇離合器的結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)不僅保證了其在任何情況下都能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，還使其有足夠的使用壽命。1.3 論文設(shè)計(jì)的方法通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)轎車(chē)離合器的結(jié)構(gòu)、從動(dòng)盤(pán)總成、壓盤(pán)和離合器蓋總成及膜片彈簧的設(shè)計(jì)有比較深入的熟悉并掌握。首先通過(guò)查閱文

4、獻(xiàn)、上網(wǎng)查閱資料，了解汽車(chē)離合器的基本工作原理，結(jié)構(gòu)組成及功能；通過(guò)自己動(dòng)手拆裝桑塔納2000轎車(chē)膜片彈簧離合器，對(duì)其有進(jìn)一步的了解，并在指導(dǎo)老師的幫助下完成膜片彈簧離合器設(shè)計(jì)。為了保證離合器具有良好的工作性能，對(duì)汽車(chē)離合器設(shè)計(jì)提出如下基本要求：1）在任何行駛條件下均能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，又能防止傳動(dòng)系過(guò)載。2） 接合時(shí)要平順柔和，以保證汽車(chē)起步時(shí)沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。3） 分離時(shí)要迅速、徹底。4） 離合器從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，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)其使用壽命。

5、6） 應(yīng)使傳動(dòng)系避免扭轉(zhuǎn)共振，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和減小噪聲的能力。7） 操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。8） 作用在從動(dòng)盤(pán)上的壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在使用過(guò)程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。9） 應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠、壽命長(zhǎng)。10） 結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。1.4論文內(nèi)容的概述現(xiàn)在轎車(chē)上應(yīng)用最廣泛的離合器是干式盤(pán)形摩擦式離合器。摩擦式離合器主要由主動(dòng)部分（發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪、離合器蓋和壓盤(pán)等）、從動(dòng)部分（從動(dòng)盤(pán)）、壓緊機(jī)構(gòu)（壓緊彈簧）和操縱機(jī)構(gòu)（分離叉、分離軸承、離合器踏板及傳動(dòng)部件等）四部分組成。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的基

6、本內(nèi)容有：1.膜片彈簧離合器的基本結(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)B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）繪制離合器裝配圖；（ 2）從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)；（ 3）離合器蓋總成設(shè)計(jì)；（ 4）膜片彈簧主要參數(shù)的選擇、設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核；1.5膜片彈簧離合器的概述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。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

7、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，因膜片是一種對(duì)稱零件，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)壓盤(pán)的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降。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)研究對(duì)于改善汽車(chē)離合器各方面的性能具有十分重要的意義。作為壓緊彈簧的所謂膜片彈簧，是由彈簧鋼沖壓成的，具有“無(wú)底碟子”形狀的截錐形薄壁膜片，且自其小端在錐面上開(kāi)有許多徑向切槽，以形成彈性杠桿，而其余未切槽的大端截錐部分則起彈簧作用。膜片彈簧的兩側(cè)有支承圈，而后者借助于固定在

8、離合器蓋上的一些（為徑向切槽數(shù)目的一半）鉚釘來(lái)安裝定位。當(dāng)離合器蓋用螺栓固定到飛輪上時(shí)，由于離合器蓋靠向飛輪，后支承圈則壓膜片彈簧使其產(chǎn)生彈性變形，錐頂角變大，甚至膜片彈簧幾乎變平，同時(shí)在膜片彈簧的大端對(duì)壓盤(pán)產(chǎn)生壓緊力使離合器處于結(jié)合狀態(tài)。當(dāng)離合器分離時(shí)，分離軸承前移膜片彈簧壓前支承圈并以其作為支點(diǎn)發(fā)生反錐形的轉(zhuǎn)變，使膜片彈簧大端后移，并通過(guò)分離鉤拉動(dòng)壓盤(pán)后移使離合器分離。膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此設(shè)計(jì)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎不變，且可以減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對(duì)離合器軸的中心線是對(duì)稱的，因此其壓緊力實(shí)際上不受離心

9、力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著縮短了軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤(pán)是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，摩擦均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱等。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

10、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。第2章離合器結(jié)構(gòu)方案選取2.1設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求表1-1馬自達(dá)阿特茲20172.5L藍(lán)天運(yùn)動(dòng)版基本型整車(chē)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)汽車(chē)的

11、驅(qū)動(dòng)形式4X2最高車(chē)速Vamax=215km/h發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及轉(zhuǎn)速Pemax=141KWnp=6100r/min主要尺寸4870X1840X1450長(zhǎng)/寬/高(mm)主減速器最大傳動(dòng)比i0=4.444變速器最大傳動(dòng)比ig=3.455g輪胎型號(hào)225/45R19發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速Temax=252NmnT=3250r/min整備質(zhì)量m=1484Kg在設(shè)計(jì)離合器時(shí)，應(yīng)根據(jù)車(chē)型的類(lèi)別，使用要求制造條件等要求等，合理選擇離合器的結(jié)構(gòu)。在離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮以下幾點(diǎn)：1 :保證離合器結(jié)合平順和分離徹底。2 :離合器從動(dòng)部分和主動(dòng)部分各自的連接形式和支承。3 :離合器軸的軸向定位和軸承潤(rùn)滑4

12、 :運(yùn)動(dòng)零件的限位2.2結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)與選取2.2.1 從動(dòng)盤(pán)數(shù)及干濕式選取根據(jù)已知條件知道乘用車(chē)可選取單片干式膜片彈簧摩擦離合器，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，軸向尺寸緊湊，分離徹底，從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，散熱性好，采用軸向有彈性的從動(dòng)盤(pán)結(jié)合平順，廣泛用于乘用車(chē)和最大總質(zhì)量小于6t的商用車(chē)。故該離合器選取單片干式膜片彈簧離合器。2.2.2 壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式及布置離合器的壓緊彈簧的結(jié)構(gòu)形式有：圓柱螺旋彈簧、矩形斷面的圓錐螺旋彈簧和膜片彈簧等，可采用沿周置布置、中央布置、和斜置等形式。根據(jù)設(shè)計(jì)條件可選取膜片彈簧離合器。膜片彈簧膜片彈簧是一種由彈簧鋼制成，具有特殊結(jié)構(gòu)的蝶形彈簧，主要由碟簧

13、部分和分離指部分組成（圖2.1）。膜片彈簧離合器與其它形式相比具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧較理想具有非線性特性，因此摩擦片在允許磨損范圍內(nèi)，彈簧壓力幾乎不變，且可以減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對(duì)離合器軸的中心線是對(duì)稱的，因此其壓緊力實(shí)際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著縮短了軸向尺寸；止匕外，由于膜片彈簧與壓盤(pán)是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻,摩擦片的接觸良好，摩擦均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱等。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

14、離合器的工藝水平在不斷提高，因此這種離合器在乘用車(chē)上得到廣泛運(yùn)用，而且正大力擴(kuò)展各種形式的商用車(chē)。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，膜片彈簧為反裝，并將支承圈片彈簧的大端附近（見(jiàn)圖2.2b）,接合時(shí)，膜片彈簧的大端支撐在離合器蓋上，以中部壓緊在壓盤(pán)上，將分離軸承向外拉離飛輪實(shí)現(xiàn)離合器的分離。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。圖2.1膜片彈簧離合器的工作原理圖（a）自由狀態(tài)；（b）壓緊狀態(tài)；（c）分離狀態(tài)（a）一般壓式操縱（b）拉式操縱2.2.3 壓盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式壓盤(pán)是離合器

15、的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，但這種連接應(yīng)允許壓盤(pán)在離合器分離過(guò)程中能自由的作軸向移動(dòng)。壓盤(pán)與飛輪的連接方式或驅(qū)動(dòng)方式有：塊塊一窗孔式、傳力銷(xiāo)式、鍵塊式以及彈性傳動(dòng)片式等。前三種方式有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即連接之間有間隙，在傳動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對(duì)滑動(dòng)中有磨損，甚至可能導(dǎo)致凸塊根部產(chǎn)生裂紋而造成零件的早期破壞，因此近年來(lái)廣泛采用彈性傳動(dòng)片式。彈性傳動(dòng)片是由高碳鋼沖壓而成，其一端怫在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤(pán)上，且一般用34組（每組23片）沿圓周切向布置以改善傳動(dòng)片的受力狀況，這時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)片時(shí)受拉，當(dāng)由車(chē)輪滑行時(shí)反轉(zhuǎn)受壓。這種利用傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)壓盤(pán)

16、的方式不緊消除了上述缺點(diǎn)，而且簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了對(duì)裝配精度的要求且有利于壓盤(pán)的定中。故該離合器采用彈性傳動(dòng)片式。2.2.4 分離軸承的類(lèi)型分離軸承在工作中主要承受軸向力，在分離離合器時(shí)由于分離軸承旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，形成其徑向力。故離合器的分離軸承主要有徑向止推軸承和止推軸承兩種，前者適合于高速低軸向負(fù)荷，后者適合于相反情況。常用含潤(rùn)滑油脂的密封止推球軸承，小型車(chē)有時(shí)采用含油石墨止推滑動(dòng)軸承。分離軸承與膜片彈簧之間有沿圓周方向的滑磨，當(dāng)兩者旋轉(zhuǎn)中不同心時(shí)也伴有徑向滑磨。為了消除因不同心導(dǎo)致的磨損并使分離軸承與膜片彈簧內(nèi)端接觸均勻，膜片彈簧離合器廣泛采用自動(dòng)調(diào)心式分離裝置（見(jiàn)圖2.3）o它有內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)

17、軸承，軸承罩，波形片簧（見(jiàn)圖2.3）中4,它由厚約為0.7mm的65Mn岡帶制成，油淬、模內(nèi)回火度HRC4351）及分離套筒組成。由于軸承與套筒間都留有足夠徑向間隙以保證分離軸承相對(duì)于分離套筒可以徑向移動(dòng)1mm右，所以當(dāng)膜片相對(duì)分離套筒有偏斜時(shí)，由于波形片簧能夠產(chǎn)生變形，允許分離軸承產(chǎn)生相對(duì)的偏斜，以保證膜片彈簧仍能被均勻的壓緊，也防止了膜片彈簧分離指處的異常磨損并減少了噪音。另外由于分離指與直徑較小的軸承內(nèi)圈接觸，則增大了膜片彈簧的杠桿比。分離套筒支撐著分離軸承并位于變速器第一軸軸承蓋的軸頸上，可以軸向移動(dòng)。分離器結(jié)合后，分離軸承與分離杠桿之間一般有34mmj隙，以免在摩擦片磨損后引起壓盤(pán)壓

18、力不足而導(dǎo)致離合器打滑使摩擦片以及分離軸承燒壞。此問(wèn)隙使踏板有段自由行程。有的轎車(chē)采用無(wú)此間隙的內(nèi)圈包轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，用輕微的油壓或彈簧力使分離軸承與杠桿端（多為膜片彈簧）經(jīng)常貼合，以減輕磨損和減少踏板行程。圖2.3自動(dòng)調(diào)心軸承裝置1一分離軸承罩；2一分離軸承；3分離套筒；4一波形彈簧片2.2.5 離合器的通風(fēng)散熱措施提高離合器工作性能的有效措施是借助于其通風(fēng)散熱系統(tǒng)降低其摩擦表面的溫度。在正常使用條件下，離合器的壓盤(pán)工作表面的溫度一般均在180c以下，隨著其溫度的升高，摩擦片的磨損將加快。當(dāng)壓盤(pán)工作表面的溫度超過(guò)180c200c時(shí)，摩擦片的磨損速度將急劇升高。在特別嚴(yán)酷的使用條件下，該溫度有可能達(dá)

19、到1000。在高溫下壓盤(pán)會(huì)翹曲變形甚至產(chǎn)生裂紋和碎裂；由石棉摩擦材料制成的摩擦片也會(huì)燒裂和破壞。為防止摩擦表面的溫度過(guò)高，除壓盤(pán)應(yīng)具有足夠的質(zhì)量以保證有足夠的熱容量外，還應(yīng)使其散熱通風(fēng)良好。為此，可在壓盤(pán)上設(shè)置散熱筋或鼓風(fēng)筋；在雙片離合器中間壓盤(pán)體內(nèi)鑄出足夠多的導(dǎo)風(fēng)槽，這種結(jié)構(gòu)措施在單片離合器壓盤(pán)上也開(kāi)始應(yīng)用；將離合器蓋和壓盤(pán)設(shè)計(jì)成帶有鼓風(fēng)葉片的結(jié)構(gòu)；在保證有足夠剛度的前提下在離合器蓋上開(kāi)出較多或較大的通風(fēng)口，以加強(qiáng)離合器表面的通風(fēng)散熱和清除摩擦產(chǎn)生的材料粉末，在離合器殼上設(shè)置離合器冷卻氣流的入口和出口等所謂通風(fēng)窗，在離合器殼內(nèi)裝設(shè)冷卻氣流的導(dǎo)罩，以實(shí)現(xiàn)對(duì)摩擦表面有較強(qiáng)定向氣流通過(guò)的通風(fēng)散熱等

20、。為防止壓盤(pán)的受熱翹曲變形，壓盤(pán)應(yīng)有足夠大的剛度。鑒于以上對(duì)質(zhì)量和剛度的要求，一般壓盤(pán)都設(shè)計(jì)得比較厚，載貨汽車(chē)一般不小于15mm02.2.6 從動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)形式此設(shè)計(jì)選擇帶有扭轉(zhuǎn)減震器的從動(dòng)盤(pán)，帶有扭轉(zhuǎn)減震器的沖動(dòng)盤(pán)，從動(dòng)片與花鍵轂之間，通過(guò)減震彈簧項(xiàng)鏈。具有切向彈性，以消除高頻共振，并引起緩沖作用，在從動(dòng)片花鍵轂與鍵盤(pán)之間有減震摩擦片，裝碟形墊片做彈性?shī)A緊后去摩擦阻尼作用，并使阻尼率保持穩(wěn)定，以吸收部分能量衰減低頻振動(dòng)，具有良好的減震降噪效果。第3章離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定在初步確定離合器的結(jié)構(gòu)形式（如單片干式、采用有機(jī)面片、膜片彈簧等）之后，就要確定基本結(jié)構(gòu)尺寸及參數(shù)：摩擦片外徑D單位壓力p

21、offi后備系數(shù)B在選定這些尺寸參數(shù)時(shí)，下列一些車(chē)輛參數(shù)對(duì)其有重大影響：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax；(2)整車(chē)總質(zhì)量ma;(3)傳動(dòng)系總的速比(變速器傳動(dòng)比X主減速器速比)1；(4)車(chē)輪滾動(dòng)半徑rk。離合器的基本參數(shù)主要有性能參數(shù)B和p。，尺寸參數(shù)Dffid及摩擦片厚度bo3.1 離合器后備系數(shù)的確定后備系數(shù)保證了離合器能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，同時(shí)它有助于減少汽車(chē)起步時(shí)的滑磨，提高了離合器的使用壽命。但為了離合器的尺寸不致過(guò)大，減少傳遞系的過(guò)載，使操縱輕便等，后備系數(shù)又不宜過(guò)大。在開(kāi)始設(shè)計(jì)離合器時(shí)一般是參照統(tǒng)計(jì)質(zhì)料，并根據(jù)汽車(chē)的使用條件，離合器結(jié)構(gòu)形式等特點(diǎn)，初步選定后備系數(shù)。汽車(chē)離合器的

22、后備系數(shù)的推薦值：乘用車(chē)及最大的總質(zhì)量小于6t的商用車(chē)：=1.201.75最大的總質(zhì)量6t-14t的商用車(chē)：=1.50-2.25掛車(chē)：=1.804.00本設(shè)計(jì)的是乘用離合器，參考數(shù)據(jù)選定其后備系數(shù)=1.403.2 摩擦片外徑及其它尺寸的確定摩擦片的外徑D是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，所以應(yīng)先確定摩擦片的外徑D在確定外徑時(shí)，可以根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式(3.1)計(jì)算出：DKd阮mT式(3.1)式中：D摩擦片外徑，mmTemaX一發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，N.mKd為直徑系數(shù)，選取14.6取值范圍見(jiàn)表3-1。設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：Temax=252N.m由公式(3.1)代入相關(guān)數(shù)據(jù)，則得：D=23

23、2mm表3-1直徑系數(shù)Kd的取值范圍車(chē)型直徑系數(shù)Kd乘用車(chē)14.6最大總質(zhì)量為1.814.0t的商用車(chē)16.018.5（單片離合器）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根據(jù)離合器摩擦片的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化原則，根據(jù)下表3.2“離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)”（即GB145A74）表3.2離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)外徑D/mm160180200225250280300325350380405430內(nèi)徑d/mm110125140150155165175190195205220230厚度/mm3.23.53.53.53.53.53.53.54444C=d/D0.68

24、70.6940.7000.6670.5890.5830.5850.5570.5400.5430.5350.5321-C30.6760.6670.6570.7030.7620.7960.8020.8000.8270.8430.8400.847單位面積33/cm1061321602213024024665466787299081037可取：摩擦片有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸：外徑D=225mm內(nèi)徑d=150mm厚度h=3.5mm內(nèi)徑與外徑比值C'=0.6673.3 摩擦因數(shù)，摩擦面數(shù)和離合器間隙的確定摩擦片的摩擦因數(shù)f取決于摩擦片所用的材料及其工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。各種摩擦材料的摩擦因數(shù)f的

25、取值范圍如下表3.2摩擦材料的摩擦因數(shù)f的取值范圍摩擦材料摩擦因數(shù)f石棉基材料模壓0.20-0.25編織0.25-0.35粉末冶金材料銅基0.25-0.35鐵基0.35-0.50金屬陶瓷材料0.4本次設(shè)計(jì)取f=0.30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)構(gòu)尺寸。在前面的設(shè)計(jì)分析中已經(jīng)陳述了本次設(shè)計(jì)選用的是單片推式膜片彈簧離合器，因此Z=2。離合器間隙是指離合器處于正常結(jié)合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉倒后極限位置時(shí)，為保證摩擦片正常磨損過(guò)程中離合器仍能完全結(jié)合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有間隙。一般為3-4mm3.4 單位壓力P的確定摩擦面上的單位壓力P的值和

26、離合器本身的工作條件，摩擦片的直徑大小后備系數(shù)，摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān).離合器使用頻繁，工作條件比較惡劣（如城市用的公共汽車(chē)和礦用載重車(chē)）,單位壓力唳小為好。當(dāng)摩擦片的外徑較大時(shí)也要適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓力P。因?yàn)樵谄渌鼦l件不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時(shí)發(fā)熱厲害，再加上因整個(gè)零件較大，零件的溫度梯度也大，零件受熱不均勻，為了避免這些不利因素，單位壓力P應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。當(dāng)摩擦片采用不同材料時(shí)，p0按下列范圍選取：石棉基材料p0=0.100.35MPa粉末冶金材料p0=0.350.60MPa金屬陶瓷材料p0=0.701.50MPa本次設(shè)計(jì)摩擦面

27、片采用有機(jī)材料，單位壓力p0為0.350.5MP3用公式BTema=qfZp0D3(1C3)驗(yàn)算單位壓力P0：式中，f為摩擦面間的靜摩擦因數(shù)，取f=0.3;Z為摩擦面數(shù)，單片離合器的Z=2。BTefZp0D3(1-c3)(3.2)12則p0=0.35MPa單位壓力d在容許范圍之內(nèi)，符合要求。3.5 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩般TCTemax1.4252352.8Nmeimax3.6 離合器基本參數(shù)的校核與優(yōu)化1 .最大圓周速度vDnemaxD103-325022510338.2m/s70m/sdemax6060式中，Vd為摩擦片最大圓周速度(m/s);nemax為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速取3250r/m

28、in;D為摩擦片外徑徑取225mm;故符合條件。2 .直徑誤差摩擦片的內(nèi)、外徑比c應(yīng)在0.530.70范圍內(nèi)，本次設(shè)計(jì)取c=dD=0.667,符合要求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 .摩擦片內(nèi)徑d必須大于減振器振器彈簧位置直徑2R0 約50mm 即d 2R0 50mm5 .單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩Tc04 3524Tc4 (2202 1502)22- I c0 =Z(D d )式中，Tc為離合器傳遞的最大靜摩擦力矩0.0043 (N - m/mm2)352N m；Te0 = TiZ(Ds-da) 凡。式中，Te

29、o為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩(IN m/mm2)；仃迷為其許用值(N.m/mm2),按下表選取。單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值離合器規(guī)格D/mm< 210> 210 - 250> 250 -325> 325IO'20.280.300.350.40當(dāng)摩擦片外徑 D 220mm寸，Tc0=0.30N m/ mm2>0.0043 N- m/ mm2,故符合要求.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P。的最大范 0.11-1.50MPa,即 0.10 MPa P 0.197MPa MPa 1.50MPa7 .為了減少汽車(chē)起步過(guò)程中離

30、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4W22-Z(D d )(3-11 )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)：0.40J/mm2,對(duì)于最大總質(zhì)量小于6.0t的商用車(chē)：0.33J/mm2,對(duì)于最大總質(zhì)量大于6.0t商用車(chē)：0.25J/mm2：W為汽車(chē)起步時(shí)離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功（J）,可根據(jù)下式計(jì)算222W上%（3-12）1800i°ig式中，ma為汽車(chē)總質(zhì)量（Kg）；r為輪胎滾動(dòng)半徑（m）；ig為汽車(chē)起步時(shí)所用變速器擋位的傳動(dòng)比；i0為主減速器傳動(dòng)比；為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/m

31、in,計(jì)算時(shí)乘用車(chē)取2000r/min,商用車(chē)取1500r/min。其中：i05.83ig15.557rr0.6mma4095Kg代入式（3-12）得W30774.09J,代入式（3-11）得0.3930.40,合格。8.離合器接合的溫升Wmc(3-13)式中,t為壓盤(pán)溫升，不超過(guò)810° C； c為壓盤(pán)的比熱容,c 481.4J/(KgC）; 丫為傳到壓盤(pán)的熱量所占的比例，對(duì)單片離合器壓盤(pán);0.5, m為壓盤(pán)的質(zhì)量m 3.15Kg代入，t6.04C,合格。摩擦片的相關(guān)參數(shù)如表摩擦片外徑D摩擦片內(nèi)徑d后備系數(shù)B厚度b單位壓力Po220mm150mm1.403.5mm0.3MPa第4章

32、離合器膜片彈簧的設(shè)計(jì)4.1 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由前面可以知道，本設(shè)計(jì)中的壓緊彈簧是膜片彈簧。而膜片彈簧離合器分推式和拉式，在本設(shè)計(jì)中采用拉式結(jié)構(gòu)。膜片彈簧的結(jié)構(gòu)形狀如下圖7.1,它是由彈簧鋼板沖壓而成的(1)膜片彈簧(2)碟形彈簧圖4.1從圖中可以看出，膜片彈簧在結(jié)構(gòu)形狀上分為兩部分。在膜片彈簧的大端處為一完整的截錐體，像圖7.1中(2)的樣子，它的形狀像一個(gè)無(wú)底的碟子和一般機(jī)械上用的碟形彈簧完全一樣，故稱作碟簧部分。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。碟形彈簧的彈性作用是這樣：沿其軸線方向加載，碟簧受壓變平，卸載后又恢復(fù)原形如圖7.1(2)所示?？梢哉f(shuō)膜片彈簧是碟形彈簧的一種特殊結(jié)構(gòu)形式。所

33、不同的是，在膜片彈簧上還包括有徑向開(kāi)槽部分。膜片彈簧上的徑向開(kāi)槽部分像一圈瓣片，它的作用是，當(dāng)離合器分離時(shí)作為分離杠桿。故它又稱分離爪。分離爪與碟簧部分交接處的徑向槽較寬呈長(zhǎng)方圓形孔。這樣做，一方面可以減少分離爪根部應(yīng)力集中，一方面又可用來(lái)安置銷(xiāo)釘固定膜片彈簧，分離爪根部的過(guò)渡圓角R>4.54.2 膜片彈簧的變形特性和加載方式由于膜片彈簧采用拉式結(jié)構(gòu)，故其反裝。離合器在分離和接合時(shí)，膜片彈簧的加載情況不一樣，相應(yīng)的有兩種加載方式和變形情況(如圖7.2):接合時(shí)，膜片彈簧的大端支撐在離合器蓋上，以中部壓緊在壓盤(pán)上，將分離軸承向外拉離飛輪實(shí)現(xiàn)離合器的分離，分離時(shí)與之相反。如下圖：圖4.2膜片

34、彈簧在不同工作狀態(tài)時(shí)的作用力及變形情況分離狀態(tài)(a)自由狀態(tài)；(b)壓緊狀態(tài)；(c)4.3 膜片彈簧的彈性變形特性前面說(shuō)過(guò)膜片彈簧起彈性作用的部分是其碟簧部分，碟簧部分的彈性變形特性和螺旋彈簧是不一樣的，它是一中非線性的彈簧，其特性和碟簧部分的原始內(nèi)截錐高H及彈簧片厚h的比值H/h有關(guān)。不同的H/h值可以得到不同的特性變形特性。一般可以分成下列四中情況：H<22h如下圖4.3中H/h=0.5的曲線,其曲線形狀表現(xiàn)為：載荷P的增加,變形總是不斷增加.這種彈簧的剛度很大，可以承受很大的載荷，適合與作為緩沖裝置中的行程限制器。出二2h如圖4.3中H/h=1.522的曲線，彈性特性曲線在中間有一

35、段很平直，變形的增加，載荷P幾乎不變.這種彈簧叫做零剛度彈簧.桓<-H<2h如圖4.3中H=2.75者，彈簧的特性曲線中有一段負(fù)剛度區(qū)域，即當(dāng)變形增h加時(shí)，載荷反而減少具有這種特性的膜片彈簧很適合用于作為離合器的壓緊彈簧因?yàn)榭衫闷湄?fù)剛度區(qū)，達(dá)到分離離合器時(shí)載荷下降，操縱省力的目的，當(dāng)然負(fù)剛度過(guò)大也不適宜，以免彈簧工作位置略微變動(dòng)造成彈簧壓緊力過(guò)大.H>2h如下圖4.4，這種彈簧的的特性曲線中具有更大的負(fù)剛度不穩(wěn)定工作區(qū)，而且有載荷為負(fù)值的區(qū)域.這種彈簧適合于汽車(chē)液力傳動(dòng)中的鎖止機(jī)構(gòu)。4變型） R置厚j圖4.3三種不同H/h值時(shí)的無(wú)因次特曲線圖4.4各種不同H/h值時(shí)的無(wú)因次

36、彈性變形特性4.4 膜片彈簧的參數(shù)尺寸確定在設(shè)計(jì)膜片彈簧時(shí)，一般初步選定其全部尺寸然后進(jìn)行一系列的驗(yàn)算，最后優(yōu)選最合適的尺寸。具結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖4.5圖4.5膜片彈簧示意簡(jiǎn)圖H1截錐高度K板厚h比值h和板厚h的選擇為了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H彈簧的彳一般為1.62.2,板厚h為24mm故初選h=2.4mm,H=2.0則H=2.0h=4.8mm.hR2自由狀態(tài)下碟簧部分大端R小端r的選擇和；比值研究表明，R/r越大，彈簧材料利用率越低，彈簧越硬，彈性特性曲線受直徑誤差的影響越大，且應(yīng)力越高。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R/r一般為1.21.3。則可取r=100mmR=

37、125mm當(dāng)d1.25時(shí)，摩擦片平均半徑Arc=D+d/4=(225+150)/4=93.75mmD對(duì)于拉式膜片彈簧的r值，應(yīng)滿足關(guān)系rRc,即r=100mm故取r=100，再結(jié)合實(shí)際情況取R/r=1.2,則R=120mm3膜片彈簧起始圓錐底角的選擇=arcane/(R-r尸arctan4.8/(120-100)=14,滿足915的范圍。4膜片彈簧小端半徑rf及分離軸承的作用半徑rpj的值主要由結(jié)構(gòu)決定，最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵外徑，分離軸承作用半徑rp大于rf因?yàn)榛ㄦI外徑D=34mm要使2rf>D,所以取rf=25mm,rp=28mm5分離指數(shù)目n的選取汽車(chē)離合器膜片彈簧的分離指數(shù)

38、目n>12,一般在18左右，采用偶數(shù)，便于制造故取為n=186切槽寬度1、2及半徑re初選切槽寬1=3.5mm,2=9nlm，窗孔半徑re一般情況下由r-re>2參考下表4.1表4.1一些車(chē)型膜片彈簧的分離爪數(shù)n、切槽寬1、2及半徑re表4.1一些車(chē)型膜片彈簧的分離爪數(shù)n、切槽寬1、2及半徑re車(chē)型n1(mm)2(mm)rre(mm)豐田183.2911北京BJ751183.21113上海SH771183.21112.5雪怫蘭183.21010參考上表4.1可取得n=18,1=4mm,212mm,re=89mm7壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑R1和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑1的確定R和r1需滿足下列條件：1

39、RR70r1r6R=120r=100故選R=115mmr1=106mm.校核：拉式4(Dd)r1D(225+150)/4<=106<=225/2滿足故滿足條件。8支承環(huán)的作用半徑l和膜片與壓盤(pán)接觸半徑L由于采用推式膜片彈簧，l,L的大小將影響膜片彈簧的剛度，一般來(lái)說(shuō)，l值應(yīng)盡量靠近r而略大與r。L應(yīng)接近R略小于R。一些汽車(chē)膜片彈簧離合器的L和l見(jiàn)下表7.4表4.2一些車(chē)型的膜片彈簧支承環(huán)平均半徑l、接觸班級(jí)L車(chē)型膜片彈簧大端半徑R(mm)壓盤(pán)接觸半徑L(mm)碟簧部分半徑r(mm)支承劃、平均半徑l(mm)豐田1031018182.6北京BJ75110510383.584上海SH7

40、71126120103.6105雪怫蘭1141149397參看表4.2可選擇：l=100mm,L=110mm9膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇膜片彈簧工作點(diǎn)位置如圖4.6所示，該曲線的拐點(diǎn)H對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且1H(1M1N)/2。新離合器在接合狀態(tài)時(shí)，膜片彈簧工作點(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ib(0.81.0)ih,以保證摩擦片在最大磨損限度范圍內(nèi)的壓緊力從Fib到Fia變化不大。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從B變到Co為最大限度的減小踏板力，C點(diǎn)應(yīng)盡量靠近N點(diǎn)。圖4.6膜片彈簧工作點(diǎn)位置10膜片彈簧材料制造膜片彈簧用的材料，應(yīng)具有高的彈性極限和屈服極限，高的靜力強(qiáng)度

41、及疲勞強(qiáng)度，高的沖擊強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)具有足夠大的塑性變形性能。按上述要求，國(guó)內(nèi)常用的膜片彈簧材料為硅鎰鋼60Si2MnA4.5 膜片彈簧強(qiáng)度計(jì)算與應(yīng)力校核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）。斷面在。點(diǎn)沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱?，。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)系如圖，則斷面上任意點(diǎn)的切向應(yīng)力為：圖4.7切向應(yīng)力在子午斷面的分布Ex /2 yL 21e x(4-1 )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 (Rln( R/r)為了分析斷面中斷向應(yīng)力的分布規(guī)律，將（4-1 )式寫(xiě)成

42、Y與X軸的關(guān)系式:(4-2)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。外側(cè)位拉應(yīng)力B處切向壓應(yīng)力顯然，零應(yīng)力直線為K點(diǎn)與。點(diǎn)的連線，在零應(yīng)力直線內(nèi)側(cè)為壓應(yīng)力區(qū),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)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(4-2)式有:E re r 2tB2-"-1 r 2(4-3)由于:所以:0可以求出切向壓應(yīng)力達(dá)極大值的轉(zhuǎn)角e=R-r/ln0.288, tBh2(e r)(R/r) =1

43、20-100/ln1.2=109.696mm22196.67N/mm2。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:rB6 r rp F2n br h2(4-4)式中 n分離指數(shù)目n=18br單個(gè)分離指的根部寬br=2*3.14*25/18=8.7mm因此：拉式rB417.6586543532.15N/mm2由于（T rB是與切向壓應(yīng)力 btB垂直的拉應(yīng)力,所以根據(jù)最大剪應(yīng)力強(qiáng)度理論,B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為:拉式BjrBtB417.6586543 2196.671779.011346N/mm2532.15-2196.67=-1664.52N/mm2分離軸承的載荷計(jì)算拉式F2Eh

44、 1 In R/r61 2 (R rp) Ri aR r ,1 R r , 22 H - h1242,652N 膜Ri r12 Ri r1片彈簧應(yīng)力3rrpF1Bd2r 2hrInH1_R r 2 R1r1h 1Ri r 2r R 0=1748.6MPa,其中 2 12n(rf r)0.522Bj Bj1700N/mm2在這次設(shè)計(jì)中，膜片彈簧材料采用60Si2MnA,所以tB=846.25MPa符合(rjB<1500-1700MPa勺強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。4.6 膜片彈簧的彈性特性曲線假設(shè)膜片彈簧在承載過(guò)程中，其子午線剛性地繞上地某中性點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。向變形為Xi(mm),則膜片彈簧的彈性特性如下式表示

45、：Pif(X1)EllnLR/HXi(Hh261b2)(Rir)2Ri12Rir1式中，E-彈性模量，鋼材料取E=2.06X105MPa；b泊松比，鋼材料取b=0.3;R自由狀態(tài)下碟簧部分大端半徑，mmr自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑，mmRi壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑，mm1支承環(huán)加載點(diǎn)半徑，mmh膜片彈簧鋼板厚度，mm圖形如下：01234變形入1/mm56膜片彈簧彈性特性圖4.2彈性特性曲線第五章離合器從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)5.1從動(dòng)盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要介紹在現(xiàn)代汽車(chē)上一般都采用帶有扭轉(zhuǎn)減振的從動(dòng)盤(pán)，用以避免汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的共振，緩和沖擊，減少噪聲，提高傳動(dòng)系統(tǒng)零件的壽命，改善汽車(chē)行使的舒適性，并使汽車(chē)平穩(wěn)起步。從動(dòng)盤(pán)主要由

46、從動(dòng)片，從動(dòng)盤(pán)轂，摩擦片扭轉(zhuǎn)減振器等組成，由下圖5.1可以看出，摩擦片1,13分別用怫釘14,15怫在波形彈簧片上，而后者又和從動(dòng)片怫在一起。從動(dòng)片5用限位銷(xiāo)7和減振12怫在一起。這樣，摩擦片，從動(dòng)片和減振盤(pán)三者就被連在一起了。在從動(dòng)片5和減振盤(pán)12上圓周切線方向開(kāi)有6個(gè)均布的長(zhǎng)方形窗孔，在在從動(dòng)片和減振盤(pán)之間的從動(dòng)盤(pán)轂8法蘭上也開(kāi)有同樣數(shù)目的從動(dòng)片窗孔，在這些窗孔中裝有減振彈簧11,以便三者彈性的連接起來(lái)。在從動(dòng)片和減振盤(pán)的窗孔上都制有翻邊，這樣可以防止彈簧滑脫出來(lái)。在從動(dòng)片和從動(dòng)盤(pán)轂之間還裝有減振摩擦片6,9。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，從動(dòng)片及減振盤(pán)相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂發(fā)生來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會(huì)很

47、快被減振摩擦片的摩擦所吸收12S£5圖5.1帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤(pán)1,13摩擦片；2,14,15一挪釘；3一波形彈簧片；4平衡塊；5從動(dòng)片；6,9一減振摩擦；7限位銷(xiāo)；8從動(dòng)盤(pán)轂；10一調(diào)整墊片；11一減振彈簧；12一減振盤(pán)1 .從動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)和材料扇形波狀彈簧兩兩對(duì)置挪接與從動(dòng)鋼片上，兩側(cè)在挪接摩擦片，挪釘采用鋁制埋頭挪釘，摩擦襯面在挪接后腰磨削加工，使其工作表面的不平度誤差小于0.2mm.從動(dòng)盤(pán)本體采用45號(hào)鋼沖壓加工得到，一般在從動(dòng)盤(pán)本體上設(shè)徑向切口。從動(dòng)盤(pán)鋼片的材料與所采用的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，表面硬度為35-40HRC,不帶波形彈簧片的從動(dòng)盤(pán)鋼片，一般用高碳鋼（如50號(hào)）或彈簧板沖壓

48、而成，經(jīng)熱處理后達(dá)到所要求的硬度。采用波形彈簧片時(shí)，從動(dòng)盤(pán)鋼片可用低碳鋼板（如10號(hào)），波形彈簧片用彈簧鋼板。2 .從動(dòng)盤(pán)鋼片從動(dòng)盤(pán)鋼片要求質(zhì)量輕，具有軸向彈性，硬度和平面度要求高。（1）盡量小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從動(dòng)盤(pán)鋼片一般較薄，通常使用1.3-2.0mm厚的鋼板沖制而成，有時(shí)將從動(dòng)盤(pán)鋼片外緣的盤(pán)形部分磨薄至0.65-1.0mm。（2）具有軸向結(jié)構(gòu)。為了使從動(dòng)盤(pán)具有軸向彈性，常用的方法有：1）在從動(dòng)盤(pán)外緣開(kāi)6-12個(gè)“T”形形槽，形成許多扇形，并將扇形部分沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形。2）將扇形波形片的左右凸起段分別與左右側(cè)摩擦片挪接，波形片（厚度小于1.omm）比從動(dòng)片（厚1.5-2.5mm

49、）薄。3）利用階梯型挪釘桿的細(xì)段將對(duì)成對(duì)的左片挪在左側(cè)摩擦片上，并交替地把右片挪在右側(cè)摩擦片上。5.2夾緊載荷變化曲線設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證從動(dòng)盤(pán)鋼片的彈性作用，波形彈簧片的壓縮行程可取0.8-1.1mm,至少不應(yīng)小于0.6mmo從動(dòng)盤(pán)鋼片周興彈性變化規(guī)律的大致趨勢(shì)是拋物線。5.2從動(dòng)盤(pán)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)時(shí)一般應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求：1.1.1 減少變速器換檔時(shí)齒輪間的沖擊，從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小。1.1.2 保證汽車(chē)平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布均勻，從動(dòng)盤(pán)應(yīng)具有軸向彈性。1.1.3 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)裝有扭轉(zhuǎn)減振器1.1.4 足夠的抗爆裂強(qiáng)度5.2.1 從動(dòng)片的選

50、擇和設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)要盡量減輕質(zhì)量，并使質(zhì)量的分布盡可能靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這是因?yàn)槠?chē)在行駛中進(jìn)行換檔時(shí)，首先要分離離合器，從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)速必然要在離合器換檔的過(guò)程中發(fā)生變化，或是增速(由高檔換為低檔)或是降速(由低檔換為高檔)。離合器的從動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力，而使變速器換檔齒輪之間產(chǎn)生沖擊或使變速器中的同步裝置加速磨損。慣性力的大小與沖動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比，因此為了見(jiàn)效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從動(dòng)片都做的比較薄，通常是用1.32.0加厚的薄鋼板沖壓而成，為了進(jìn)一步減小從動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，有時(shí)將從動(dòng)片外緣的盤(pán)形部分磨至0.651.0mm,使其質(zhì)量更加靠近旋轉(zhuǎn)中心。為了使離合器結(jié)合平順，保證汽

51、車(chē)平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般都作成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)，在離合器的結(jié)合過(guò)程中，主動(dòng)盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)之間的壓力是逐漸增加的，從而保證離合器所傳遞的力矩是緩和增長(zhǎng)的。止匕外，彈性從動(dòng)片還使壓力的分布比較均勻，改善表面的接觸，有利于摩擦片的磨損為了使從動(dòng)盤(pán)具有軸向彈性，常用的方法有將扇形波形片的左、右凸起段分別與左、右側(cè)摩擦片怫接，由于波形片（厚度小于1.0m）比從動(dòng)片（厚1.52.5mm）薄，這種結(jié)構(gòu)的軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，適宜于高速旋轉(zhuǎn)，主要應(yīng)用于乘用車(chē)和最大總質(zhì)量小于6t的商用車(chē)上。在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是乘用車(chē)的離合器，故采用上述方法。從鋼動(dòng)片材料一般采用高碳剛或彈簧剛板沖壓而成，經(jīng)熱處

52、理后達(dá)到所要求的硬度，一般厚度為1.3-2.5mm,本次設(shè)計(jì)初選從動(dòng)片厚度為2m5.2.2 從動(dòng)盤(pán)轂的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)轂是離合器中承受載荷最大的零件，幾乎承受由發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的全部扭矩。從動(dòng)盤(pán)轂在變速器第一軸前端的花鍵上，目前一般都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，花鍵之間為動(dòng)配合，以便在離合器分離和結(jié)合時(shí)從動(dòng)盤(pán)轂?zāi)軌蛟谳S上自由移動(dòng)。本離合器設(shè)計(jì)中的從動(dòng)盤(pán)轂花鍵也用齒側(cè)定心的矩形花鍵。在設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)轂花鍵時(shí)，可以根據(jù)從動(dòng)盤(pán)外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩來(lái)選取。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)從動(dòng)盤(pán)外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩來(lái)選取從動(dòng)盤(pán)花鍵轂花鍵的有關(guān)尺寸，由GB114今74,根據(jù)下表5.1可得：花鍵齒數(shù)n=10花鍵外徑D'=35mm花鍵內(nèi)徑d&

53、#39;=32mm齒厚b=4mm有效齒長(zhǎng)L=33mm從動(dòng)盤(pán)轂一般用中碳鋼鍛造而成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)=20MP,本從動(dòng)盤(pán)轂材料選用40Cr。為了保證從動(dòng)盤(pán)轂在變速器第一軸上滑動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生偏斜，而影響離合器的徹底分離，從動(dòng)盤(pán)轂的軸向尺寸不應(yīng)過(guò)小，一般取其尺寸與花鍵外徑大小相同，對(duì)在嚴(yán)重情況下工作的離合器，其長(zhǎng)度更大，可達(dá)到花鍵外徑的1.4倍。花鍵的尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，由于花鍵的損壞形式主要是表面受力過(guò)大而破壞，所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力校核，如果應(yīng)力偏大可以適當(dāng)增加花鍵轂的軸向長(zhǎng)度?；ㄦI擠壓應(yīng)力校核公式如下式（4.1）:nhl（MP式（4.1）式中：P花鍵的齒側(cè)面壓力，No它有下式確定:P=4Temax一(DdJZD',d'分別為花鍵的外徑，內(nèi)徑，mZ從動(dòng)盤(pán)轂的數(shù)目Temax發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N.m252N花鍵齒數(shù)h花鍵齒工作高度，m；l花鍵有效長(zhǎng)度，m代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得=15.04mp該花鍵轂花鍵的=15.04mp<=20MP所以該花鍵轂花鍵的尺寸合適表5.1從動(dòng)盤(pán)轂花鍵尺寸系列從動(dòng)盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te/N.m花鍵齒數(shù)n花鍵外徑D/mm花鍵內(nèi)徑d/加齒厚/mm后效齒長(zhǎng)l/mm