【正文】 ……………………………… 20 壓緊彈簧和布置 形式的選擇 …………………………… 21 從動盤總成 ……………………………………………………… 23 離合器蓋總成 …………………………………………………… 24 五、 膜片彈簧離合器基本參數(shù)和主要尺寸的選 擇 ……… 25 摩擦尺寸的選擇 ………………………………………………… 25 碟形彈簧的計算 ………………………………………………… 31 膜片彈簧的具體計算 ………………………………………… 32 花鍵的強(qiáng)度 校核 ………………………………………………… 34 鉚釘?shù)膹?qiáng)度校核 ………………………………………………… 35 六、 結(jié)論 …………………………………………………………………… 37 七、致謝 …………………………………………………………… 38 八、參考文獻(xiàn) ……………………………………………………… 39 2 膜片式離合器的設(shè)計 摘要 ： 離合器裝在發(fā)動機(jī)與變速器之間，汽車從啟動到行駛的整個過程中，經(jīng)常需要使用離合器。一種由控制單元（ ECU）控制的離合器已經(jīng)應(yīng)用在多款的轎跑車上。s relation temporarily, is advantageous shifts gears and reduces shifts gears the time impact。在汽車起步前，先要起動發(fā)動機(jī)，這時應(yīng)使變速器處于空擋位置，將發(fā)動機(jī)與驅(qū)動輪之間聯(lián)系斷開，以卸除發(fā)動機(jī)負(fù)荷。這是因為汽車從靜止到前沖時，產(chǎn)生很大慣性力 。在傳動系中裝設(shè)了離合器后，在發(fā)動機(jī)起動后，汽車起步之前，駕駛員先踩下離合器踏板，將離合器逐漸接合，在離合器逐漸接合過程中，發(fā)動機(jī)所受阻力矩也逐漸增加，故應(yīng)同時逐漸踩下加速踏板，即逐步增加對發(fā)動機(jī)的燃料供給量，使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以上，不致熄火。在汽車行使過程中，為了適應(yīng)不斷變化的行使條件，傳動系經(jīng)常要換用不同檔位工作。當(dāng)汽車進(jìn)行緊急制動時，若沒有離合器，則發(fā)動機(jī)將因和傳動系剛性相連而急劇降低轉(zhuǎn)速，因此其中傳動件會產(chǎn)生很大的慣性力矩（數(shù)值可能大大超過發(fā)動機(jī)正常工作時所發(fā)出大最大轉(zhuǎn)矩），對 傳動系造成超過其承載能力的載荷 ,而是其機(jī)件損壞。在摩擦離合器中，為產(chǎn)生摩擦所需的壓緊力，可以是彈簧力、液壓作用或電磁吸力。 3）接合元件耐磨性高，使用壽命長，散熱條件好。 此外，還要求離合器散熱良好。 摩擦離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩的數(shù)值取決于摩擦面間的壓緊力和摩擦系數(shù)，以及摩擦面的數(shù)目和尺寸。僅具有一個或兩個較強(qiáng)力的螺旋彈簧，并安置在中央的離合器則稱為中央彈簧離合器。 發(fā)動機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩，通過飛輪及壓盤與從動盤接觸面的摩擦作用，傳給從動盤。假如所設(shè)計的兩種離合器的壓緊力均相同，即壓緊力均為 bP ,軸向壓緊變形量為 a? ?？梢姡て瑥椈呻x合器操縱輕便。 另外 ，由于膜片彈簧具有上述的非線性彈性特性，故能在從動盤摩擦片磨損后，仍能可靠得傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不產(chǎn)生滑磨。 7 離合器的接合過程 離合器接合時，發(fā)動機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪和壓盤傳給了動盤兩側(cè)的摩擦片，帶動從動盤本體和與從動盤本體鉚接在一起的減振器盤轉(zhuǎn)動。 當(dāng)離合器接合時，主、從摩擦元件總是經(jīng)歷轉(zhuǎn)速不等到轉(zhuǎn)速一致的摩擦過程。 圖 22離合器的接合過程的力學(xué)模型 全套圖紙及更多設(shè)計請聯(lián)系 ： 360702501 圖 22 為討論汽車起步時離合器接合過程的力學(xué)模型． eJ 為發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)部分和離合器主動部分的總轉(zhuǎn)動慣量． nJ 為簡化到離合器從動軸上的當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量．在 計算 nJ 時 ，為簡便起見，忽略從離合器從動盤到驅(qū)動輪全部旋轉(zhuǎn)零件的轉(zhuǎn)動慣量的影響，僅把 nJ 看成汽車平移質(zhì)量，即汽車總質(zhì)量 am 換算到離合器從 8 動軸上的轉(zhuǎn)動慣量．根據(jù)動能相等的原理，有： 22n n aJ w m v? ２－１ 而 0ngrvw i ir? ２－２ 式中 nw－離合器從動軸角速度； v－車速； am－汽車總質(zhì)量； r－車輪滾動半徑； gi、 0i －分別為變速器和主減速器傳動比； 由此得： 2220arn gmrJ ii? ２－３ 彈簧），并與壓盤（或從動盤）同心安置在離合器中央的，稱為中央彈簧離合器。此時離合器蓋 14 與飛輪 2 安裝面有一距離 to 當(dāng)將離合器蓋用螺釘固定到飛輪上時（圖31b）， 9 由于離合器蓋靠向飛輪，鋼絲支承圈 15 壓膜片彈簧 8 使之發(fā)生彈性變形（錐角 10 變?。ｋx合器蓋 19 和壓盤之間是通過四組傳動片 33 來傳遞轉(zhuǎn)矩的。為使離合器分離時不至于破壞壓盤的對中和離合器的平衡，四組傳動片是相隔 900 沿圓周切向均勻分布的。從動盤轂 10的花鍵孔套在從動軸（即變速器主動軸） 11 前端的花鍵上，并可在花鍵上作軸向移動。 離合器須與曲軸飛輪組組裝在一起進(jìn)行動 平衡校正。離合器中沿圓周均布 12 個壓緊彈簧，使壓盤和中間壓盤緊緊地壓向飛 輪．中間壓盤的邊緣上有四個缺口，飛輪上的四個定位塊即嵌裝在這四個缺口中，用以傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，同時保證中間壓盤的正確位置。同時為了使后從動盤 3 不被中間壓盤和壓盤夾住，在離合器蓋上裝有四個限位螺釘 17，用以限制中間壓盤的行程。鑄造的離合器蓋 10 的內(nèi)表面有凸起部，嵌入壓盤上相應(yīng)的一切口中。壓緊杠桿以固定在離合器蓋上的支承銷 16為支點，其外端與壓盤相接觸。 雙片離合器與單片離合器相比，由于摩擦面數(shù)增加一倍，因而傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較大；在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較小，另外接合較為平順。 經(jīng) 過對以上幾種形式的比較和根據(jù)在大眾轎車的性能要求，選取 單片離合器為大眾轎車的離合器。在某些重型汽車上，由于發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩較大，所需壓緊彈簧數(shù)目較多，可將壓緊彈簧布置在兩個同心圓周上。由于可選較大的杠桿比，因此可得到足夠的壓緊力，且有利于減小踏板力，使操縱輕便。與上述兩種離合器相比，具有工作性能穩(wěn)定、踏板力較小的突出優(yōu)點。 3）高速旋轉(zhuǎn)時，彈簧壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱螺旋彈簧壓緊力則明顯下降。 7）有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。 膜片彈簧離合器，按分離時離合器蓋總成的分離指處是承受壓力或拉力，可分為推式和拉式兩種。當(dāng)分離軸承與曲軸中心線不同心時，可引起鉚釘?shù)倪^度磨損。圖 d中的結(jié)構(gòu)，將鉚釘?shù)囊欢酥瞥尚泵妫陔x合器蓋靠鉚釘頭的一端制成斜面，在離合器蓋靠鉚釘附近做成凸起，省去了兩個支撐環(huán)。與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有如下優(yōu)點： 1） 由于取消了中間支承各零件，并只用一個或不用支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，零件數(shù)目 更少，質(zhì)量更小。拉式踏板力比推式一般約可減少25%30%。由于拉式膜片彈簧離合器綜合性能優(yōu)越，它已在一些汽車中得以應(yīng)用 18 因此大眾 Polo 選用拉式離合器。 為了使汽車 能平穩(wěn)起步，離合器應(yīng)能柔和接合，這就需要從動盤在軸向具有一定彈性。從動盤對離合器工作性能影響很大，應(yīng)滿足如下設(shè)計要求： 1)轉(zhuǎn)動慣量要盡可能小，以減小變速器換檔齒輪間的沖擊。“ T“形槽還可以減小由于摩擦發(fā)熱而引起的從動片翹曲變形。這種結(jié)構(gòu)彈性行程大，彈性特性較理想， 可使汽車起步極為平順。 19 2)較高的機(jī)械強(qiáng)度與耐磨性。 6)應(yīng)平順而不產(chǎn)生“咬合”或“動”現(xiàn)象。但它性能不夠穩(wěn)定，摩擦因數(shù)受工作溫度、單位壓力、滑磨速度的影響大，目前主要應(yīng)用于中、輕型貨車中。鉚接方式連接可靠，更換摩擦片方便，適宜從動片上裝波形片，但其摩擦面積利用率小，使用壽命短。 離合器蓋設(shè)計 從動片要求質(zhì)量輕，具有軸向彈性，硬度和平面度要求高。中間壓盤可鑄出通風(fēng)槽，也可采用傳熱系數(shù)較大的鋁合金壓盤。 壓盤通常采用灰鑄鐵，一般采用 HT200， HT250， HT300，也有少數(shù)采用合金壓鑄件。 CR 摩擦片平均半徑 . 假定摩擦片上的壓力均勻分布 ,則 : 33223( )C DdR Dd?? ? 53 式中 D摩擦片外徑 。膜片彈簧是具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，如圖 51所示，其碟 形彈 簧部分的小端，伸出許多由徑向槽隔開的指狀部分 — 分離指 。由此假定可導(dǎo)出膜片彈簧的載荷與變形之間的關(guān)系和應(yīng)力計算公式。壓緊力 1F 與變形 1? 之間的關(guān)系式為： 21111 21 1 1 1 1 1l n ( R /r )6 ( 1 ) ( ) 2Eh R r R rF H H hR r R r R r????? ? ? ??? ??? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ??? 56 式中 E彈性模量，對于鋼， E=? 410 aP ； ? 泊松比，對于鋼， ? =； h彈簧鋼板厚度 。 當(dāng)離合器分離時，膜片彈簧的加載點發(fā)生變化。分離軸承推膜片彈簧分離指的總移動行程為 `2 2 2F f f? ? ???。 分析表明，膜片彈簧的碟形彈簧部分凸面內(nèi)緣點 B 處的切 向應(yīng)力最大。 B 點作為分離指根部的一點，分離軸承推力 2F 作用下還有彎曲應(yīng)力 B?? ，其表達(dá)式為： 226( )fBrr r Fnb h?? ?? 511 25 式中 n分離指數(shù)目； rb 一個分離指的根部寬度。 （ 2） R/r 分析表明， R/r 愈小應(yīng)力愈大，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響愈大，故選取 R=1000 ㎜ ； R/r=，則 r=750 ㎜ 。 （２）膜片彈簧的最大應(yīng)力。 260C 號硅鋼的屈服點 r? =140 公斤 /毫米2，可取許