【正文】 儲(chǔ)存大量彈性能時(shí)的碟簧時(shí)選用。 初步確定 R=96mm； r=76mm (3)膜片彈簧起始圓錐底 角 ? 汽車(chē)膜 片彈簧一般起始圓錐底角 ? 在 10176。 30 (5)分離指數(shù)目 n、切槽寬 1? 、窗孔槽寬 2? 、及半徑 re 汽車(chē)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 1? ≈3mm， 2? ≈10mm，窗孔半徑 re 一 般情況下由 （ r－ re ） ≈(～ ) 2? ,所以取 r－ re =1 2? =10mm 參考下表 72 選 取相關(guān)值。一些汽車(chē)膜片彈簧離合器的 L 和 l 見(jiàn)下表 。 31 (8)膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算 假定膜片彈簧在承載過(guò)程中其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點(diǎn) O 轉(zhuǎn)動(dòng)（圖）。 當(dāng) 0t ?? 時(shí) X)2(Y ???? ，因?yàn)?)2( ??? 的值很小，我們可以將 )2( ??? 看成)2(tg ??? ，由上式可寫(xiě)成 X)2(tgY ???? 。由此可知，碟簧部分內(nèi)緣點(diǎn) B 處切向壓應(yīng)力最大， A 處切向拉應(yīng)力最大，分析表明， B 點(diǎn)的切向應(yīng)力最大，計(jì)算膜片彈簧的應(yīng)力只需校核 B 處應(yīng)力就可以了，將 B 點(diǎn)的坐標(biāo) X=（ er）和 Y=h/2 代入（ ）式有： ? ? }2)(2{1 E 22 ????? ??????? ???????? hrerertB （ ） 令 0d Bd t ???可以求出切向壓應(yīng)力達(dá)極大值的轉(zhuǎn)角 ? ?re2 hP ????? 由于： )76/96ln( 7696)ln( ????? rR rRemm 所以： ?P? ， ?tB? N/mm2 B 點(diǎn) 作為分離指根部的一點(diǎn)，在分離軸承推力 F2作用下還受有彎曲應(yīng)力： ? ? 2r2frB hbn Frr6 ????? （ ） 33 式中 n—— 分離指數(shù)目 n=18 br—— 單個(gè)分離指的根部寬 242182 0 ????? ?? rb r mm 因此： ?rB? N/mm2 由于 σrB是與切向壓應(yīng)力 σtB垂直的拉應(yīng)力，所以根據(jù)最大剪應(yīng)力強(qiáng)度理論， B 點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為： 2 1 0 4 ?????? tBrBBj ??? N/mm2 1700][ ?? BjBj ?? N/mm2 膜片彈簧的設(shè)計(jì)應(yīng)力一般都稍高于材料的局限，為提高膜片彈簧的承載能力，一般要經(jīng)過(guò)以下工藝：先對(duì)其進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，得到具有較高抗疲勞能力的回火索氏體，對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理（將彈簧壓平并保持 12～ 14h），使其高應(yīng)力區(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，提高彈簧疲勞壽命，對(duì)分離指進(jìn)行局部高頻淬火或鍍鋁，以提高其耐磨性。 離合器蓋的設(shè)計(jì) 離合器蓋一般都與飛輪固定在一起，通過(guò)它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩。 （ 2）離合器的通風(fēng)散熱 為了加強(qiáng)離合器的冷卻離合器蓋必須開(kāi)有許多通風(fēng)窗口，通常在離合器壓緊彈簧座處開(kāi)有通風(fēng)窗口。 傳 力 片為 3 組，每組 2 片，每片厚度為 ，由 65Mn 的彈簧鋼帶制成。 用公式 計(jì)算壓盤(pán)和離合器蓋組裝時(shí)的最大應(yīng)力： max 12PniWl? ? () 式中： σmax— 最大應(yīng)力值； W— 傳力片的截面系數(shù) ； n— 傳力片數(shù)量； i— 傳力片的組數(shù)； l１ — 傳力片的有效長(zhǎng)度； P— 傳力片 作用力的大小 。 本章小結(jié) 本章對(duì)離合器蓋的厚度剛度和散熱進(jìn)行了闡述 。 操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 離合器操縱機(jī)構(gòu)分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式、自動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)四種。本設(shè)計(jì)便采用鋼索傳動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)。 圖 機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 離合器踏板行程 nS 與 壓盤(pán)的升程 S? 有如下關(guān)系（參考圖 ）： 0()ncS S Z S i i ?? ? ? 分 操 () 式中 ： 0S 為分離軸承與分離桿之間的間隙，本操縱系統(tǒng)有間隙自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)， 0S =0； S? 為摩擦片與飛輪、壓盤(pán)之間的間隙，對(duì)于單片離合器 S? =~。 用 i操校核離合器踏板力 nP 是否合適： ? ?nP P i i ?? 分 分 總操 () 式中： P分 為壓盤(pán)的分離載荷； ?總 為系統(tǒng)效 率，一般取 ~，現(xiàn)取值為 ； 代入相關(guān)數(shù)值得： nP =，與 節(jié)中初選的大體相等，在要求范圍內(nèi)。 通過(guò)計(jì)算校核摩擦片外徑尺寸，計(jì)算選擇出其他部件的外形尺寸，再對(duì)其進(jìn)行校核，確定是否能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。重點(diǎn)在設(shè)計(jì)膜片彈簧，有很大的計(jì)算量和復(fù)雜的校核。 由于自己的水平有限，本次設(shè)計(jì)中可能有很多錯(cuò)誤和遺漏，希望各位老師批評(píng)指正。 這次膜片彈簧離合器的 設(shè)計(jì)，對(duì)原有離合器的設(shè)計(jì) 進(jìn)行了 優(yōu)化和修改，精確的設(shè)計(jì)了膜片彈簧并且提高了分離機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的精確度 對(duì) 其以后的設(shè)計(jì)過(guò)程起參考作用。從動(dòng)盤(pán)轂要進(jìn)行花鍵的校核，扭轉(zhuǎn)減震器的螺旋彈簧也要進(jìn)行強(qiáng)度校核； 對(duì)壓盤(pán)的設(shè)計(jì)校核， 要充分考慮到溫度對(duì)離合器工作的影響。 39 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)根據(jù)給出的設(shè)計(jì)要求和原始設(shè)計(jì)參數(shù) ，選擇了 膜片彈簧離合器 進(jìn)行設(shè)計(jì) ，對(duì)其工作原理 和組成進(jìn)行了 闡述、結(jié)構(gòu)方案 也進(jìn)行了 比較和選擇、 對(duì) 相關(guān)零件參數(shù) 進(jìn)行 計(jì)算， 最終成功的繪制出了膜片彈簧離合器的裝配圖。 將數(shù)據(jù)代入式中得： i操= 16。操縱機(jī)構(gòu)的分離撥 叉如圖 ，并采用棘輪式間隙自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)。 1軟管； 2分離軸承； 3分離叉 圖 鋼索操縱機(jī)構(gòu) 機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)分為桿系傳動(dòng)和鋼索傳動(dòng)（罩以軟管的鋼絲繩）兩種形式。 操縱機(jī)構(gòu)踏板力和行程 為減輕司機(jī)的疲勞，踏板力應(yīng)盡可能的小，又保證有一定的感覺(jué)，所以踏板力和行程應(yīng)如下 ： 轎車(chē)： 80~130N； 載貨汽車(chē) ： 150~200N； 踏板最大行程 175mm。 用公式 計(jì)算反向驅(qū)動(dòng)時(shí)的最大應(yīng)力 : m a x m a x m a x2m a x 1 62 eeT f TPn iW in R b h in R b hl? ? ? ?= MPa≤913MPa () 式中： σmax— 最大應(yīng)力值； W— 傳力片的截面系數(shù) ； n— 傳力片數(shù)量； i— 傳力片的組數(shù)； P — 傳力片作用力的大??； b— 傳力片的寬度； l— 傳力片的有效長(zhǎng)度； h— 傳力片厚度；R— 傳力片的圓周半徑 ； fmax— 傳力片軸向變形力最大值； Temax— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 。 傳力片的校核： 用公式 計(jì)算傳力片的有效長(zhǎng)度： 35 1 l d?? () 式中： l１ — 傳力片的有效長(zhǎng)度； l— 傳力片上兩孔之間的距離； d — 孔的直徑。 離合器蓋的對(duì)中方式有兩種，一種是用止口對(duì)中，另有種是用定位銷(xiāo)或定位螺栓對(duì)中，由于本設(shè)計(jì)選用的是傳動(dòng)片傳動(dòng)方式，因而離合器蓋通過(guò)一外圓與飛輪上的內(nèi)圓止口對(duì)中 。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題： （ 1）離合器的剛度 離合器分離杠桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，即當(dāng)離合器分離時(shí)，可能會(huì)使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會(huì)降低離合器操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，嚴(yán)重時(shí)還可能造成離合器分離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會(huì)造成變速器的換檔困難。 本章 小結(jié) 本章首先對(duì)膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、變形和加載方式進(jìn)行了了解，其次又有目的的選擇了膜片彈簧 的結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸，根據(jù)公式計(jì)算出彈性特性曲線，如果不符合本設(shè)計(jì)離合器的使用要求，需要調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，再次計(jì)算，最終得到合適的曲線，選擇合適的工作點(diǎn)等。從式（ ）可以看出當(dāng) eX ?? 時(shí)無(wú)論取任何值，都有 e)2(Y ????? ?，F(xiàn)選定坐標(biāo)于子午斷面，使坐標(biāo)原點(diǎn)位于中性點(diǎn) O。 表 一些車(chē)型的膜片彈簧支承 環(huán)平均半徑 l、接觸班級(jí) L 車(chē)型 膜片彈簧大端半徑R（㎜） 壓盤(pán)接觸半徑 L （㎜） 碟簧部分半徑 r （㎜） 支承環(huán)平均半徑 l (㎜ ) 豐田 103 101 81 北京 BJ751 105 103 83． 5 84 上海 SH771 126 120 103． 6 105 雪佛蘭 114 114 93 97 (7)膜片彈簧材料 制造膜片彈簧用的材料，應(yīng)具有高的彈性極限和屈服極限，高的靜力強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度，高的沖擊強(qiáng)度，同時(shí)應(yīng)具有足夠大的塑性變形性能。 (6)承環(huán)的作用半 徑 l 和膜片與壓盤(pán)接觸半徑 L 由于采用推式膜片彈簧， l， L 的大小將影響膜片彈簧的剛度，一般來(lái)說(shuō)， l 值應(yīng)盡量靠近 r 而略大與 r。之間， ? ≈ )( rRH ? 代入數(shù)值計(jì)算可得 ： ? =176。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。一般汽車(chē)汽車(chē)膜片彈簧的 H/h 值的范圍在 ～ 之間。一般可以分成下列四中情況： （ 1） hH ＜ 2 如下圖 中 H/h= 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。分離時(shí)在膜片彈簧的大端處 27 及小端處將進(jìn)一步產(chǎn)生附加變形f1?和f2?。我們把 P1 稱作壓緊力。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： （ 1） 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(pán) —— 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)，如圖 所示，膜片彈簧對(duì)壓盤(pán)無(wú)壓緊作用。故 它又稱分離爪。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。而膜片彈簧離合器分推式和拉式，在本設(shè)計(jì)中采用推式結(jié)構(gòu)。 26 第 7 章 離合器膜片彈簧的設(shè)計(jì) 膜片彈簧有眾多優(yōu)其他彈簧的優(yōu)點(diǎn)，廣泛的被采用，但膜片彈簧的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，對(duì)彈性特性曲線的繪制也很麻煩。在傳統(tǒng)離合器中采用的分離軸承主要有徑向止推軸承和止推軸承。 24 第 6 章 分離裝置的設(shè)計(jì) 離合器的分離裝置包括分離桿，分離軸承和分離套筒。 壓盤(pán)傳動(dòng)片的材料選擇 壓盤(pán)形狀一般比較復(fù)雜，而且還需要耐磨，傳熱性好和具有較高的摩擦 系數(shù)，故通常用灰鑄鐵鑄造而成，其金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度為 HB170～ 227，其摩擦表面的光潔度不低與 。 （ 2）壓盤(pán)應(yīng)具有較大的剛度保證在受熱的情況下不致產(chǎn)生翹曲變形而影響離合器的徹底分離和摩擦片的均勻壓緊。 為了使摩擦片上壓力分布均勻，一般壓盤(pán)外徑比摩擦片外徑稍大，壓盤(pán)內(nèi)徑比摩擦片內(nèi)徑稍小。 壓盤(pán)傳力方式的選擇 壓盤(pán)是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí) ，它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它必須和飛輪連接在一起，但這種連接應(yīng)允許壓盤(pán)在離合器的分離過(guò)程中能自由的沿軸向移動(dòng)。然后又進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)，包括從動(dòng)片尺寸的設(shè)計(jì)、從動(dòng)盤(pán)轂的尺寸的選擇、從動(dòng)盤(pán)轂強(qiáng)度的校核，最后對(duì)各部分的禁錮方式和材料作出選擇。 （ 8）從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的最大轉(zhuǎn)角 : ? =2 arcsin( l?? ／ 2R1 ) () 22 式中 l?? = l? l?? =,代入上式得 ? =176。 數(shù)據(jù)代入公式得： l?? =。 減振彈簧總變形量： l? =P／ K=／ =。m。 彈簧鋼絲直徑 d: 通常 d 取 3～ 4mm，所以取 d=3mm。 （ 4）扭轉(zhuǎn)減振器的彈簧分布半徑 R1的尺寸應(yīng)盡可能取大些，一般取 R1=（ ～ ） d／ 2(式中 d 為離合器摩擦片內(nèi)徑 ) 所以 R1=140／ 2= （ 5）全部減振彈簧總的工作負(fù)荷 Pz Pz =Tj ／ R1 () 式中： Tj 為極限轉(zhuǎn)矩， Tj =111 N （ 3）扭轉(zhuǎn)減振器的預(yù)緊力矩 20 減振彈簧安裝時(shí)應(yīng)有一定的預(yù)緊。m， K≤ 1443。 減振器結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)圖如圖 [4]所示。在該設(shè)計(jì)中汽車(chē)使用條件良好，所以仍選取的是石棉合成物制成的摩擦材料。 （ 2） 要有足夠的耐磨性，尤其在高溫時(shí)應(yīng)耐磨。39。 Z —— 從動(dòng)盤(pán)轂的數(shù)目 。m， n=10, D′=29mm, d′=23mm, b=4mm， l=25mm，