【正文】 3511 參考文獻(xiàn)...............................................................36膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)緒論 概述對(duì) 于 內(nèi) 燃 機(jī) 汽 車 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 傳 動(dòng) 系 中 直 接 與 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 相 連 接 所 總 成 。 目 前 ， 各 種 汽 車 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 。 它 主 要 包 括 主動(dòng) 部 分 （ 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 飛 輪 、 離 合 器 蓋 和 壓 盤 ） 、 從 動(dòng) 部 分 （ 從 動(dòng) 盤 ） 、 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 ） 等 四 部 分組 成 。 主 、 從 動(dòng) 部 分 和 壓 緊 機(jī) 構(gòu) 是 保 證 離 合 器 處 于 接 合 狀 態(tài) 并 能 傳 遞 動(dòng) 力 的 基 本 結(jié)構(gòu) ， 操 縱 機(jī) 構(gòu) 是 使 離 合 器 主 、 從 動(dòng) 部 分 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 。 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 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 、 功 率 不 斷 提 高 和 汽 車 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 。 設(shè)計(jì)任務(wù)書離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。在汽車行駛過(guò)程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開離合器踏板，使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱暫時(shí)分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)向變速器輸入的動(dòng)力。　能按工作需要隨時(shí)將主動(dòng)軸與從動(dòng)軸接合或分離的機(jī)械零件。可用來(lái)操縱機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)、停止、變速及換向等。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)滿足以下要求：（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（ ） ；cTmaxeT（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；（4）從動(dòng)盤的轉(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。減小從動(dòng)盤的轉(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。（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。 功用（1）保證汽車平穩(wěn)起步起 步 前 汽 車 處 于 靜 止 狀 態(tài) ， 如 果 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 與 變 速 箱 是 剛 性 連 接 的 ， 一 旦 掛 上 檔 ，汽 車 將 由 于 突 然 接 上 動(dòng) 力 突 然 前 沖 ， 不 但 會(huì) 造 成 機(jī) 件 的 損 傷 ， 而 且 驅(qū) 動(dòng) 力 也 不 足 以克 服 汽 車 前 沖 產(chǎn) 生 的 巨 大 慣 性 力 ， 使 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 急 劇 下 降 而 熄 火 。 如 果 在 起 步 時(shí) 利用 離 合 器 暫 時(shí) 將 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 和 變 速 箱 分 離 ， 然 后 離 合 器 逐 漸 接 合 ， 由 于 離 合 器 的 主 動(dòng) 部分 與 從 動(dòng) 部 分 之 間 存 在 著 滑 磨 的 現(xiàn) 象 ， 可 以 使 離 合 器 傳 出 的 扭 矩 由 零 逐 漸 增 大 ， 而汽 車 的 驅(qū) 動(dòng) 力 也 逐 漸 增 大 ， 從 而 讓 汽 車 平 穩(wěn) 地 起 步 。（2）便于換檔汽 車 行 駛 過(guò) 程 中 ， 經(jīng) 常 換 用 不 同 的 變 速 箱 檔 位 ， 以 適 應(yīng) 不 斷 變 化 的 行 駛 條 件 。如 果 沒 有 離 合 器 將 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 與 變 速 箱 暫 時(shí) 分 離 ， 那 么 變 速 箱 中 嚙 合 的 傳 力 齒 輪 會(huì) 因載 荷 沒 有 卸 除 ， 其 嚙 合 齒 面 間 的 壓 力 很 大 而 難 于 分 開 。 另 一 對(duì) 待 嚙 合 齒 輪 會(huì) 因 二 者圓 周 速 度 不 等 而 難 于 嚙 合 。 即 使 強(qiáng) 行 進(jìn) 入 嚙 合 也 會(huì) 產(chǎn) 生 很 大 的 齒 端 沖 擊 ， 容 易 損 壞機(jī) 件 。 利 用 離 合 器 使 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 和 變 速 箱 暫 時(shí) 分 離 后 進(jìn) 行 換 檔 ， 則 原 來(lái) 嚙 合 的 一 對(duì) 齒 輪因 載 荷 卸 除 ， 嚙 合 面 間 的 壓 力 大 大 減 小 ， 就 容 易 分 開 。 而 待 嚙 合 的 另 一 對(duì) 齒 輪 ， 由于 主 動(dòng) 齒 輪 與 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 分 開 后 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 很 小 ， 采 用 合 適 的 換 檔 動(dòng) 作 就 能 使 待 嚙 合 的 齒輪 圓 周 速 度 相 等 或 接 近 相 等 ， 從 而 避 免 或 減 輕 齒 輪 間 的 沖 擊 。 （ 3） 防 止 傳 動(dòng) 系 過(guò) 載 汽 車 緊 急 制 動(dòng) 時(shí) ， 車 輪 突 然 急 劇 降 速 ， 而 與 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 相 連 的 傳 動(dòng) 系 由 于 旋 轉(zhuǎn) 的 慣性 ， 仍 保 持 原 有 轉(zhuǎn) 速 ， 這 往 往 會(huì) 在 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 中 產(chǎn) 生 遠(yuǎn) 大 于 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 矩 的 慣 性 矩 ， 使傳 動(dòng) 系 的 零 件 容 易 損 壞 。 由 于 離 合 器 是 靠 摩 擦 力 來(lái) 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 的 ， 所 以 當(dāng) 傳 動(dòng) 系 內(nèi) 載荷 超 過(guò) 摩 擦 力 所 能 傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 時(shí) ， 離 合 器 的 主 、 從 動(dòng) 部 分 就 會(huì) 自 動(dòng) 打 滑 ， 因 而 起 到了 防 止 傳 動(dòng) 系 過(guò) 載 的 作 用 。 離合器的工作原理（1） 壓盤和蓋總成未與飛輪緊固狀態(tài)（見圖 41）當(dāng)離合器蓋未固定到飛輪上時(shí)，此時(shí)離合器蓋與飛輪的安裝面有一個(gè)距離 L，膜片彈簧不受力，處于自由狀態(tài)，因此，壓盤和從動(dòng)片沒有受到軸向壓力，故發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩?zé)o法傳遞到變速器輸入軸。（2） 離合器接合狀態(tài)（見圖 42）當(dāng)離合器蓋緊壓在飛輪的端面上，鋼絲支承圈壓膜片彈簧使之彈性變形，膜片彈簧對(duì)壓盤產(chǎn)生壓緊力，從動(dòng)盤被夾緊在壓盤與飛輪之間，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩可以傳遞到變速器輸入軸。（3） 離合器分離狀態(tài)（見圖 43）踩下踏板，通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)使分離軸承左移，則膜片彈簧以鋼絲支承圈為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)（即膜片彈簧外翻），壓盤的壓緊力被解除。同時(shí)，壓盤在已處于彈性變形的三組傳動(dòng)片和分離鉤的向后拉力共同作用下被拉離從動(dòng)盤，從動(dòng)盤被松開，離合器處于分離狀態(tài)。此時(shí)，僅離合器主動(dòng)部分隨發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，而離合器從動(dòng)盤不旋轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩不能傳遞到變速器輸入軸。4—1 4243 膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)及其優(yōu)點(diǎn) 膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)膜片彈簧離合總成由膜片彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動(dòng)片和分離軸承總成等部分組成。離合器蓋離合器蓋一般為 120176?；?90176。旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的板殼沖壓結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺栓與飛輪聯(lián)結(jié)在一起。離合器蓋是離合器中結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜的承載構(gòu)件，壓緊彈簧的壓緊力最終都要由它來(lái)承受。膜片彈簧膜片彈簧是離合器中重要的壓緊元件，在其內(nèi)孔圓周表面上開有許多均布的長(zhǎng)徑向槽，在槽的根部制成較大的長(zhǎng)圓形或矩形窗孔，可以穿過(guò)支承鉚釘，這部分稱之為分離指；從窗孔底部至彈簧外圓周的部分形狀像一個(gè)無(wú)底寬邊碟子，其截面為截圓錐形，稱之為碟簧部分。壓盤壓盤的結(jié)構(gòu)一般是環(huán)形盤狀鑄件，離合器通過(guò)壓盤與發(fā)動(dòng)機(jī)緊密相連。壓盤靠近外圓周處有斷續(xù)的環(huán)狀支承凸臺(tái)，最外緣均布有三個(gè)或四個(gè)傳力凸耳。傳動(dòng)片離合器接合時(shí)，飛輪驅(qū)動(dòng)離合器蓋帶動(dòng)壓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)壓盤與從動(dòng)盤摩擦片之間的摩擦力使從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)；在離合器分離時(shí)，壓盤相對(duì)于離合器蓋作自由軸向移動(dòng)，使從動(dòng)盤松開。這些動(dòng)作均由傳動(dòng)片完成。傳動(dòng)片的兩端分別與離合器蓋和壓盤以鉚釘或螺栓聯(lián)接，一般采用周向布置。在離合器接合時(shí)，離合器蓋通過(guò)它來(lái)驅(qū)動(dòng)壓盤共同旋轉(zhuǎn)；在離合器分離時(shí)，可利用它的彈性恢復(fù)力來(lái)牽動(dòng)壓盤軸向分離并使操縱力減小。分離軸承總成分離軸承總成由分離軸承、分離套筒等組成。分離軸承在工作時(shí)主要承受軸向分離力，同時(shí)還承受在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力作用下的徑向力。目前國(guó)產(chǎn)的汽車中多使用角接觸推力球軸承，采用全密封結(jié)構(gòu)和高溫鏗基潤(rùn)滑脂，其端面形狀與分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平面時(shí)采用球形端面，舌尖部為弧形面時(shí)采用平端面或凹弧形端面。 膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)膜片彈簧離合器與其他形式離合器相比，具有一系列優(yōu)點(diǎn)：膜片彈簧離合器具有較理想的非線性彈性特性；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；高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；膜片彈簧以整個(gè)圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻；易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)；膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。 方案選擇本車設(shè)計(jì)采用單片膜片彈簧離合器。本車采用的摩擦式離合器是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，維修方便，目前大多數(shù)汽車都采用這種形式的離合器。而采用干式離合器是因?yàn)闈袷诫x合器大多是多盤式離合器，用于需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩的離合器，而該車型不在此列。采用膜片彈簧離合器是因?yàn)槟て瑥椈呻x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，因此可設(shè)計(jì)成當(dāng)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎可以保持不變，且可減輕分離離合器時(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)的，因此其壓力實(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，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著地縮短了其軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，磨損均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的散熱通風(fēng)等。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列的優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧的工藝水平也在不斷地提高，因而這種離合器在轎車及微型、輕型客車上已得到廣泛的采用，而且逐漸擴(kuò)展到載貨汽車上。從動(dòng)盤選擇單片式從動(dòng)盤是一位其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。壓盤驅(qū)動(dòng)方式采用傳動(dòng)片式是因?yàn)槠錄]有太明顯的缺點(diǎn)且簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了裝配要求又有利于壓盤定中。選擇拉式離合器是因?yàn)槠漭^拉式離合器零件數(shù)目更少，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)化，軸向尺寸更小，質(zhì)量更??；并且分離杠桿較大，使其踏板操縱力較輕。綜上本次設(shè)計(jì)選擇單片拉式膜片彈簧離合器。2 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 摩擦片的設(shè)計(jì)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??；有利于結(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（樹脂或硅膠）和特種添加劑熱壓制成，其摩擦系數(shù)為 ～，密度小，價(jià)格便宜，多年來(lái)在汽車離合器上使用效果良好。同時(shí)，摩擦片從動(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。 膜片彈簧的設(shè)計(jì)膜片彈簧使用優(yōu)質(zhì)高精質(zhì)鋼，用優(yōu)質(zhì)彈簧鋼板制成，形狀為蝶形，開有徑向切槽，切槽內(nèi)端連通，外端為圓孔，兩個(gè)切槽之間鋼板形成一個(gè)彈性杠桿，既是壓緊彈簧，又是分離杠桿。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，同時(shí)對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理（將彈簧壓平并保持 小時(shí)） ，使其高壓力14~2區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應(yīng)力，對(duì)膜片彈簧的凹表面進(jìn)行噴丸處理，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，如膜片彈簧許用應(yīng)力可取為 1500～1700N/mm 2。 壓盤的設(shè)計(jì)壓盤的材料選用 HT2040 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。壓盤應(yīng)與飛輪保持良好的對(duì)中，并進(jìn)行靜平衡。壓盤的摩擦工作面需平整光滑，其端面粗糙不低于 。壓盤殼用 M812mm 螺栓將其一端固定在飛輪端面上，另一端固定在壓盤端面上。 從動(dòng)盤的設(shè)計(jì)扇形波狀彈簧兩兩對(duì)置鉚接于從動(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 ，從動(dòng)盤本體采用 45 號(hào)鋼沖壓加工得到，為防