【正文】 3511 參考文獻...............................................................36膜片彈簧離合器的設計緒論 概述對 于 內(nèi) 燃 機 汽 車 來 說 ， 離 合 器 在 機 械 傳 動 系 中 作 為 一 個 獨 立 的 總 成 而 存 在 ， 它是 汽 車 傳 動 系 中 直 接 與 發(fā) 動 機 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 部 分 之 間 的 摩 擦 來 傳 遞 動 力 且 能 分 離 的 裝 置 。 它 主 要 包 括 主動 部 分 （ 發(fā) 動 機 飛 輪 、 離 合 器 蓋 和 壓 盤 ） 、 從 動 部 分 （ 從 動 盤 ） 、 壓 緊 機 構 （ 壓緊 彈 簧 ） 和 操 縱 機 構 （ 分 離 叉 、 分 離 軸 承 、 離 合 器 踏 板 及 傳 動 部 件 等 ） 等 四 部 分組 成 。 主 、 從 動 部 分 和 壓 緊 機 構 是 保 證 離 合 器 處 于 接 合 狀 態(tài) 并 能 傳 遞 動 力 的 基 本 結構 ， 操 縱 機 構 是 使 離 合 器 主 、 從 動 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 ， 人 們 對 離 合 器 的 要 求 越來 越 高 ， 傳 統(tǒng) 的 推 式 膜 片 彈 簧 離 合 器 結 構 正 逐 步 地 向 拉 式 膜 片 彈 簧 離 合 器 結 構 發(fā) 展 ，傳 統(tǒng) 的 操 縱 形 式 的 操 縱 形 式 正 向 自 動 操 縱 的 形 式 發(fā) 展 。 因 此 ， 提 高 離 合 器 的 可 靠 性和 延 長 其 使 用 壽 命 ， 適 應 發(fā) 動 機 的 高 轉 速 ， 增 加 離 合 器 傳 遞 轉 矩 的 能 力 和 簡 化 操 縱 ，已 成 為 離 合 器 的 發(fā) 展 趨 勢 。 隨 著 汽 車 發(fā) 動 機 轉 速 、 功 率 不 斷 提 高 和 汽 車 電 子 技 術 的高 速 發(fā) 展 ， 人 們 對 離 合 器 的 要 求 越 來 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 構 正 逐 步 地 向 拉 式 膜 片 彈 簧 離 合 器 結 構 發(fā) 展 ， 傳 統(tǒng) 的 操縱 形 式 正 向 自 動 操 縱 的 形 式 發(fā) 展 。 設計任務書離合器位于發(fā)動機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)動機與變速箱暫時分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動機向變速器輸入的動力?！∧馨垂ぷ餍枰S時將主動軸與從動軸接合或分離的機械零件?？捎脕聿倏v機器傳動系統(tǒng)的起動、停止、變速及換向等。在設計過程中應滿足以下要求：（1）能在任何行駛情況下，可靠地傳遞發(fā)動機的最大扭矩。為此，離合器的摩擦力矩（ ）應大于發(fā)動機最大扭矩（ ） ；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；（3）分離迅速、徹底。換檔時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，會使換檔困難，引起齒輪的沖擊響聲；（4）從動盤的轉動慣量小。離合器分離時，和變速器主動齒輪相連接的質量就只有離合器的從動盤。減小從動盤的轉動慣量，換檔時的沖擊即降低；（5）具有吸收振動、噪聲和沖擊的能力；（6）散熱良好，以免摩擦零件因溫度過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 機 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 力 突 然 前 沖 ， 不 但 會 造 成 機 件 的 損 傷 ， 而 且 驅 動 力 也 不 足 以克 服 汽 車 前 沖 產(chǎn) 生 的 巨 大 慣 性 力 ， 使 發(fā) 動 機 轉 速 急 劇 下 降 而 熄 火 。 如 果 在 起 步 時 利用 離 合 器 暫 時 將 發(fā) 動 機 和 變 速 箱 分 離 ， 然 后 離 合 器 逐 漸 接 合 ， 由 于 離 合 器 的 主 動 部分 與 從 動 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 動 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 程 中 ， 經(jīng) 常 換 用 不 同 的 變 速 箱 檔 位 ， 以 適 應 不 斷 變 化 的 行 駛 條 件 。如 果 沒 有 離 合 器 將 發(fā) 動 機 與 變 速 箱 暫 時 分 離 ， 那 么 變 速 箱 中 嚙 合 的 傳 力 齒 輪 會 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 待 嚙 合 齒 輪 會 因 二 者圓 周 速 度 不 等 而 難 于 嚙 合 。 即 使 強 行 進 入 嚙 合 也 會 產(chǎn) 生 很 大 的 齒 端 沖 擊 ， 容 易 損 壞機 件 。 利 用 離 合 器 使 發(fā) 動 機 和 變 速 箱 暫 時 分 離 后 進 行 換 檔 ， 則 原 來 嚙 合 的 一 對 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 齒 輪 ， 由于 主 動 齒 輪 與 發(fā) 動 機 分 開 后 轉 動 慣 量 很 小 ， 采 用 合 適 的 換 檔 動 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 系 過 載 汽 車 緊 急 制 動 時 ， 車 輪 突 然 急 劇 降 速 ， 而 與 發(fā) 動 機 相 連 的 傳 動 系 由 于 旋 轉 的 慣性 ， 仍 保 持 原 有 轉 速 ， 這 往 往 會 在 傳 動 系 統(tǒng) 中 產(chǎn) 生 遠 大 于 發(fā) 動 機 轉 矩 的 慣 性 矩 ， 使傳 動 系 的 零 件 容 易 損 壞 。 由 于 離 合 器 是 靠 摩 擦 力 來 傳 遞 轉 矩 的 ， 所 以 當 傳 動 系 內(nèi) 載荷 超 過 摩 擦 力 所 能 傳 遞 的 轉 矩 時 ， 離 合 器 的 主 、 從 動 部 分 就 會 自 動 打 滑 ， 因 而 起 到了 防 止 傳 動 系 過 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）當離合器蓋未固定到飛輪上時，此時離合器蓋與飛輪的安裝面有一個距離 L，膜片彈簧不受力，處于自由狀態(tài)，因此，壓盤和從動片沒有受到軸向壓力，故發(fā)動機的扭矩無法傳遞到變速器輸入軸。（2） 離合器接合狀態(tài)（見圖 42）當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，膜片彈簧對壓盤產(chǎn)生壓緊力，從動盤被夾緊在壓盤與飛輪之間，發(fā)動機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，通過操縱機構使分離軸承左移，則膜片彈簧以鋼絲支承圈為支點轉動（即膜片彈簧外翻），壓盤的壓緊力被解除。同時，壓盤在已處于彈性變形的三組傳動片和分離鉤的向后拉力共同作用下被拉離從動盤，從動盤被松開，離合器處于分離狀態(tài)。此時，僅離合器主動部分隨發(fā)動機旋轉，而離合器從動盤不旋轉，發(fā)動機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構及其優(yōu)點 膜片彈簧離合器的結構膜片彈簧離合總成由膜片彈簧、離合器蓋、壓盤、傳動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。旋轉對稱的板殼沖壓結構，通過螺栓與飛輪聯(lián)結在一起。離合器蓋是離合器中結構形狀比較復雜的承載構件，壓緊彈簧的壓緊力最終都要由它來承受。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徑向槽，在槽的根部制成較大的長圓形或矩形窗孔，可以穿過支承鉚釘，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無底寬邊碟子，其截面為截圓錐形，稱之為碟簧部分。壓盤壓盤的結構一般是環(huán)形盤狀鑄件，離合器通過壓盤與發(fā)動機緊密相連。壓盤靠近外圓周處有斷續(xù)的環(huán)狀支承凸臺，最外緣均布有三個或四個傳力凸耳。傳動片離合器接合時，飛輪驅動離合器蓋帶動壓盤一起轉動，并通過壓盤與從動盤摩擦片之間的摩擦力使從動盤轉動；在離合器分離時，壓盤相對于離合器蓋作自由軸向移動，使從動盤松開。這些動作均由傳動片完成。傳動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，離合器蓋通過它來驅動壓盤共同旋轉；在離合器分離時，可利用它的彈性恢復力來牽動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。分離軸承在工作時主要承受軸向分離力，同時還承受在高速旋轉時離心力作用下的徑向力。目前國產(chǎn)的汽車中多使用角接觸推力球軸承，采用全密封結構和高溫鏗基潤滑脂，其端面形狀與分離指舌尖部形狀相配合，舌尖部為平面時采用球形端面，舌尖部為弧形面時采用平端面或凹弧形端面。 膜片彈簧離合器的優(yōu)點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：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，結構簡單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質量小；高速旋轉時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；膜片彈簧以整個圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻；易于實現(xiàn)良好的通風散熱，使用壽命長；膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。 方案選擇本車設計采用單片膜片彈簧離合器。本車采用的摩擦式離合器是因為其結構簡單，可靠性強，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為濕式離合器大多是多盤式離合器，用于需要傳遞較大轉矩的離合器，而該車型不在此列。采用膜片彈簧離合器是因為膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此可設計成當摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎可以保持不變，且可減輕分離離合器時的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對離合器軸的中心線是對的，因此其壓力實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，使離合器的結構大為簡化，零件數(shù)目減少，質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，也易于實現(xiàn)良好的散熱通風等。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列的優(yōu)點，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，而且逐漸擴展到載貨汽車上。從動盤選擇單片式從動盤是一位其結構簡單，調(diào)整方便。壓盤驅動方式采用傳動片式是因為其沒有太明顯的缺點且簡化了結構，降低了裝配要求又有利于壓盤定中。選擇拉式離合器是因為其較拉式離合器零件數(shù)目更少，結構更簡化，軸向尺寸更小，質量更??；并且分離杠桿較大，使其踏板操縱力較輕。綜上本次設計選擇單片拉式膜片彈簧離合器。2 主要零部件的結構設計要求 摩擦片的設計要求摩擦系數(shù)穩(wěn)定、工作溫度、單位壓力的變化對其影響要小，有足夠的機械強度和耐磨性；熱穩(wěn)定性好，磨合性好，密度小；有利于結合平順，長期停放離合器摩擦片不會粘著現(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，價格便宜，多年來在汽車離合器上使用效果良好。同時，摩擦片從動鋼片用鉚釘連接，連接可靠，更換摩擦片方便，而且適宜在從動鋼片上裝波形彈簧片以獲得軸向彈性。 膜片彈簧的設計膜片彈簧使用優(yōu)質高精質鋼，用優(yōu)質彈簧鋼板制成，形狀為蝶形，開有徑向切槽，切槽內(nèi)端連通，外端為圓孔，兩個切槽之間鋼板形成一個彈性杠桿，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，要對膜片彈簧進行調(diào)質處理，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，同時對膜片彈簧進行強壓處理（將彈簧壓平并保持 小時） ，使其高壓力14~2區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應力，對膜片彈簧的凹表面進行噴丸處理，可提高彈簧的疲勞壽命。同時，為提高分離指的耐磨性，對其進行局部高頻淬火式鍍鉻。采用乳白鍍鉻，如膜片彈簧許用應力可取為 1500～1700N/mm 2。 壓盤的設計壓盤的材料選用 HT2040 鑄造制成。它要有一定的質量和剛度，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。壓盤應與飛輪保持良好的對中，并進行靜平衡。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。 從動盤的設計扇形波狀彈簧兩兩對置鉚接于從動鋼片上，兩側在鉚接摩擦片，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 ，從動盤本體采用 45 號鋼沖壓加工得到，為防