【正文】 。膜片彈簧離合器是近年來(lái)在轎車和輕型汽車上廣泛采用的一種離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大而且較穩(wěn)定，操作輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對(duì)于它的研究已經(jīng)變得越來(lái)越重要。此設(shè)計(jì)說(shuō)明書詳細(xì)的說(shuō)明了輕型汽車膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式，參數(shù)選擇以及計(jì)算過(guò)程。并進(jìn)行了總成設(shè)計(jì)主要為：分離裝置的設(shè)計(jì)，以及從動(dòng)盤設(shè)計(jì)（從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)）和膜片彈簧設(shè)計(jì)等。 20 世紀(jì) 70 年代至今，汽車技術(shù)的主要發(fā)展是提高安全性、降低排放污染。 3）節(jié)約能源 整車輕量化美國(guó)專家認(rèn)為今后輕量化的途徑主要是將目前汽車質(zhì)量 70%的鋼鐵材料換成輕的其他材料，特別是塑料和鋁。 5）操縱輕便、乘坐舒適采用自動(dòng)變速器、電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向、電控懸架、汽車空調(diào)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、不停車收費(fèi)系統(tǒng)、自動(dòng)避撞系統(tǒng)等技術(shù)。 隨著汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率的不斷提升、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。它們涉及到了機(jī)械行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦離合器是一種依靠主從動(dòng)部分之間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的裝置。 汽車離合器的主要的功用 保證汽車平穩(wěn)起步： 起步前汽車處于靜止?fàn)顟B(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。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。 防止傳動(dòng)系過(guò)載： 6 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。因此為了克服上述困難，可以選擇膜片彈簧離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大且較穩(wěn)定，操縱輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對(duì)于它的研究已經(jīng)變得越來(lái)越重要。 設(shè)計(jì) 涉及的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)；功率 150 馬力 即 110KW， 轉(zhuǎn)速 n = 2020r/min，最大轉(zhuǎn)矩 ???? ?????? = 545 。 2）結(jié)合過(guò)程要平順柔和，使汽車豈不是沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。 6）應(yīng)使汽車傳動(dòng)系避免共振， 具有吸收振動(dòng)，沖擊和減小噪聲的能力。 假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有 4 )( 2200 dDAF ??? ??? () 式中 p0 為單位壓力； D 為摩擦片外徑； d 為摩擦片內(nèi)徑。 基本參數(shù)主要有性能參數(shù)β和 P0，尺寸參數(shù) D 和 d 及摩擦片厚度 b。 摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 和厚度 b 的確定 摩擦片外徑 D、內(nèi)徑 d 和厚度 b 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，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。 所以求得 D=。 表 22 離合器后備系數(shù)的取值范圍 車型 后備系數(shù) β 乘用車及最大總質(zhì)量小于 6t 的商用車 ～ 最大總質(zhì)量為 6～ 14t 的商用車 ～ 掛車 ～ 離合器傳遞的最大靜摩擦力矩 TC c m a x= 2 5 4 5 . 2 5 1 0 9 0 meT T N? ? ? ? 3..5 單位壓力 ??0 摩擦面上的單位壓力 ??0的值和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)。 3330 (1 )12c dT fp Z D D????（ ） 由公式 （ ）的 0 33333312 1 2 1 0 9 0 2 0 . 1 9 6195( 1 ) 0 . 3 4 3 5 0 ( 1 )350c aTp M Pdf Z D D????? ??? ? ?? ? ? ? ? 式中， f 為摩擦因數(shù)取 ； ??0為單位壓力（ M????） Z 為摩擦面數(shù)取 4； D 為摩擦片外徑取 350mm ； d 為摩擦片內(nèi)徑取 195mm ； 11 摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長(zhǎng)期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的的使用條件，摩擦片的性能應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求： ⑴應(yīng)具有較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，溫度，單位壓力和滑磨速度的變化對(duì)摩擦系數(shù)的影響小。 單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 c0T 0cT = ?? )( 4 22 dDZ Tc? 224 10 90 .54 (35 0 19 5 )? ?? ? ? ? (N ? = )( 422 dDZ W?π= 4 ( 195 )?? ? ?= 10? J/mm2 式中， W 為汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功取 滿足 ? [w]=。 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 H/h 比值是指碟簧的原始內(nèi)截錐高度 H 及彈簧片厚度 h 之比。具有這種特性的膜片彈簧很適用于作為離合器的壓緊彈簧。 14 圖 膜片彈簧的彈性特性曲線 1. 2/ ?hH 2. 2/ ?hH 3. 22/2 ?? hH 4. 22/ ?hH 5. 22/ ?hH 及 R/r 的確定 通過(guò)分析表明， R/r 越小，應(yīng)力越高，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響越大?！?14176。 分離指的數(shù)目 n 和切槽寬δ δ 2 及半徑 re n 取為 18， δ1=～ ， δ2=9～ 10mm， re 的取值應(yīng)滿足（ rre） δ2。 膜片彈簧應(yīng)用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板制成 ，其碟簧部分的尺寸精度要高。 圖膜片彈簧的 F1λ 1 彈性特性曲線 確定膜片彈簧的工作點(diǎn)位置 取離合器接合時(shí)膜片彈簧的大端變形量為 1 0. 75 0. 75 3. 3 2. 47 5b H m m? ? ? ? ?， 由特性曲線圖可查的膜片彈簧的壓緊力： 1 3500F F N??? 校核后備系數(shù)： m a x3 5 0 0 0 . 3 7 6 . 2 5 2 1 . 2 1150000cceF R ZT?? ? ? ? ?? ? ? 離合器徹底分離時(shí)，膜片彈簧大端的變形量為 1 1 1()d b fff? ? ?? ? ? ? 即 為 壓盤的行程 1 2 0 . 7 5 1 . 5fcf Z S m m?? ? ? ? ? ? ?，故 1 5 5d mm? ? ? ? 離合器剛開(kāi)始分離時(shí)，壓盤的行程 1f mm??? ，此時(shí)膜片彈簧大端的變形量為 11 1 f m m?? ?? ? ? ? ? ? 摩擦片磨損后，其最大磨損量 ??? ，故11 2. 47 5 1. 2 1. 27 5ab mm? ? ?? ? ? ? ? ? 求離合器徹底分離時(shí)分離軸承作用的載荷 F2 05001000150020202500300035004000450050000 1 2 3 4 5工作壓力F/N 變形 λ/ mm 17 由膜片彈簧小端分離軸承處作用有分離力 F2 時(shí)膜片彈簧壓盤接觸處的變形λ 1 和 F2 的關(guān)系式 ? ? ? ? ? ?1 21212 261pRE h I n R r R rrF H H hL l L lL l l r?? ??? ????????? ? ? ??? ????? ? ? ?? ????（ ） 取 11d??? 則得 ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?121212522ln261802 . 0 1 0 2 . 1 3 . 9 7 5 l n 8 0 6 3 . 6 3 . 9 7 5 8 0 6 3 . 66 3 . 6 3 . 3 3 . 9 7 5 3 . 3 2 . 17 8 6 4 2 7 8 6 46 1 0 . 3 7 8 6 4 6 4 1 81055ddpREh R r R rrF H H hL l L lL l l rN?? ????????????? ? ? ??? ????? ? ? ?? ????? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?????? ? ?? ? ? ???? 求分離軸承的行程λ 2 由膜片彈簧壓盤接觸處的軸向變形λ 1 和小端分離軸承處的軸向變形λ 2′的關(guān)系式 21plrLl???? ? ? ，取 1 f??? 得， 2 64 378 64plrf m mLl? ? ?? ? ? ? ? ??? 寬度系數(shù) 113 . 2 1 81 1 0 . 7 3( ) ( 1 5 5 3 . 6 )fenrr?? ?? ?? ? ? ? ?? ? ? 22 1 0 1 81 1 0 . 5 1( ) ( 5 3 . 6 6 3 . 6 )enrr?? ?? ?? ? ? ? ?? ? ? 在 F2 力作用下膜片彈簧的小端變形λ 2 由兩部分組成：在 F2 力作用下，由于壓盤接觸處膜片彈簧的軸向變形λ 1 而引起的小端變形λ 2′，以及因分離指受 F2 力作用引起的彎曲附加變形 2??? 。為了保證其硬度、幾何形狀、金相組織、載荷特性和表面質(zhì)量等要求，需進(jìn)行一系列熱處理。為了防止膜片彈簧與壓盤接觸圓形處由于拉應(yīng)力的作用產(chǎn)生裂紋，可對(duì)該處進(jìn)行擠壓處理，以消除應(yīng)力源。單面脫碳層的深度一般不得超過(guò)厚度 3％。上、下表面的表面粗糙度為 m，底面的平面度一般要求小于 。 ?K 決定于減震器彈簧得線剛度及其結(jié)構(gòu)布置尺寸。一般可按下式初選 T? =（ ～ ） max eT (418) 本設(shè)計(jì)中初選 T? = 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 Tn 20 減震彈簧在安裝時(shí)都有一定的預(yù)緊。 從動(dòng)盤總成設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足一下幾個(gè)方面的要求： 為了減少變速器換擋是輪齒間的沖擊，從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小；為了保證汽車平穩(wěn)起步，摩擦面上的壓力分布更均勻等，從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈性；為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減震器；具有足夠的抗暴裂強(qiáng)度。 為了使離合器結(jié)合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般都做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)。整體式彈性從動(dòng)片能達(dá)到軸向彈性的要求，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。 由于花鍵損壞的主要形式是由于表面受擠壓過(guò)大而全破壞，所以花鍵要進(jìn)行擠壓應(yīng)力計(jì)算。 23 第 7 章 壓盤和離合器蓋得設(shè)計(jì) 壓盤幾何尺寸的確定 在摩擦片的尺寸確定以后，與它摩擦相接觸的壓盤內(nèi)外徑尺寸也就基本確定下來(lái)了。 4）壓盤高度公差要小。 m=? v=179。 － 179。 對(duì)離合器蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求： 1）應(yīng)具有足夠的剛度，否則將會(huì)影響離合器的工作特性，增大操縱時(shí)的分離行程，減少壓盤升程，嚴(yán)重時(shí)使摩擦面不能徹底分離。 4）為了便于通風(fēng)散熱，防止摩擦表面溫度過(guò)高，可在離合器蓋上開(kāi)較大24 的通風(fēng)窗孔，或在蓋上加設(shè)通