離合器膜片彈簧設(shè)計(jì)

離合器膜片彈簧設(shè)計(jì)一、 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)膜片彈簧離合器分推式和拉式，下面的設(shè)計(jì)中采用拉式結(jié)構(gòu)。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，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)原形所?？梢哉f膜片彈簧是碟形彈簧的一種特殊結(jié)構(gòu)形式。所不同的是，在膜片彈簧上還包括有徑向開槽部分。膜片彈簧上的徑向開槽部分像一圈瓣片，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)安置銷釘固定膜片彈簧，分離爪根部的過渡圓角R>4.5。二、 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)，故其正裝。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：接合時(shí)：離合器接合時(shí)，膜片彈簧起壓緊彈簧之用，在壓盤一一離合器蓋總成未與飛輪裝合以前，膜片彈簧近似處于自由狀態(tài)，膜片彈簧對(duì)壓盤無(wú)壓緊作用。當(dāng)壓盤一一離合器蓋總成與飛輪裝合時(shí)，離合器蓋前端面向飛輪前端面靠攏。因此，離合器蓋通過支承環(huán)4對(duì)膜片彈簧施加載荷P1，膜片彈簧幾乎變平。同時(shí)在壓盤處也作用有載荷P1。我們把P1稱作壓緊力。支承環(huán)4和膜片彈簧壓盤接觸處之間的高度變化稱作大端變形%，膜片彈簧分離軸承相對(duì)于壓盤高度的變化稱之為小端變形人2。分離時(shí)：當(dāng)分離軸承以P力作用在膜片彈簧的小端時(shí)，支承環(huán)4逐漸2不起作用，而支承環(huán)5開始起作用。當(dāng)P2力達(dá)到一定值時(shí)，膜片彈簧被壓翻。分離時(shí)在膜片彈簧的大端處及小端處將進(jìn)一步產(chǎn)生附加變形人項(xiàng)和七常。此時(shí)膜片彈簧大端處的變形七二人1+人比。三、 膜片彈簧的彈戒變形特性前面說過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：⑴Hfh如下圖7.1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。⑵-二顯h如圖7.1中H/h=1,5^.-2的曲線，彈性特性曲線在中間有一段很平直，變形的增加，載荷P幾乎不變.這種彈簧叫做零剛度彈簧.(2vH<2巨h如圖1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)變形增加h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)造成彈簧壓緊力過大.⑷H圣2h如下圖2,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液力傳動(dòng)中的鎖止機(jī)構(gòu)。圖1三種不同H/h值時(shí)的無(wú)因次特曲線

圖2各種不同H/h值時(shí)的無(wú)因次彈性變形特性四、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。其結(jié)構(gòu)示意圖見圖3圖3膜片彈簧示意簡(jiǎn)圖(1)H/h比值的選取設(shè)計(jì)膜片彈簧時(shí)，要利用其非線性的彈性變形規(guī)律，因此要正確選擇其特性曲線的形狀，以獲得最佳性能。一般汽車汽車膜片彈簧的H/h值的范圍在1.5?2.5之間。我設(shè)計(jì)的膜片彈簧，H=5.0mm；h=2.5mm所以，丑=5.°=2h2.5(2)R及R/r確定比值R/r對(duì)彈簧的載荷及應(yīng)力特性都有影響，從材料利用率的角度，比值在1.8?2.0時(shí)，碟形彈簧儲(chǔ)存彈性的能力為最大，就是說彈簧的質(zhì)量利用率和好。因此設(shè)計(jì)用來(lái)緩和沖擊，吸收振動(dòng)等需要儲(chǔ)存大量彈性能時(shí)的碟簧時(shí)選用。對(duì)于汽車離合器的膜片彈簧，設(shè)計(jì)上并不需要儲(chǔ)存大量的彈性能，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)布置與分離的需要來(lái)決定，一般R/r取值為1.2?1.3.對(duì)于R,膜片彈簧大端外徑R應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)上的要求和摩擦片的外徑相適應(yīng)，大于摩擦片內(nèi)徑，近于摩擦片外徑。此外，當(dāng)H，h及R/r等不變時(shí)，增加R有利于膜片彈簧應(yīng)力的下降。參考下表1表1一些車型膜片彈簧的R和R/r的值車型外徑(mm)內(nèi)徑(w)半徑2R(m)R/r豐田225160206103/81=1.27北京BJ751228150210105/8.5=1.25上海SH771280165252126/103.5=1.21初步確定R=95mm；r=76mm95所以，R/r95=1.2576膜片彈簧起始圓錐底角a汽車膜片彈簧一般起始圓錐底角a在10°?14。之間，ae"(r-,)代入數(shù)值計(jì)算可得：a=13°27，膜片彈簧小端半徑rf及分離軸承的作用半徑rpr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f作用半徑r大于rf。因?yàn)榛ㄦI外徑D=26啞，要使2rf>D，所以取r廣20啞，r=22啞分離指數(shù)目n、切槽寬51、窗孔槽寬52、及半徑r^汽車離合器膜片彈簧的分離指數(shù)目n>12,一般在18左右，采用偶數(shù)，便于制造時(shí)模具分度切槽寬51^3啞，52^10啞，窗孔半徑r^一般情況下由(r—r)e(0.8?1.4)5，所以取r—r=15=10mwe 2 e2參考下表2表2一些車型膜片彈簧的分離爪數(shù)n、