【正文】 彈簧大端后移，并通過(guò)分離鉤拉動(dòng)壓盤(pán)后移使離合器分離。 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 3 作為壓緊彈簧的所謂膜片彈簧，是由彈簧鋼沖壓成的，具有“無(wú)底碟子”形狀的截錐形薄壁膜片，且自其小端在錐面上開(kāi)有許多徑向切槽，以形成彈性杠桿，而其余未切槽的大端截錐部分則起彈簧作用。另外由于膜片彈簧具有非線(xiàn)性彈性特性，故能在從動(dòng)盤(pán)摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。 雙片離合器與單片離合器相比，由于摩擦面數(shù)增加一倍，因而傳遞的扭矩的能力較大；在傳遞相同轉(zhuǎn)矩的情況下，徑向尺寸較小，踏板力較小，另外接合較為平順但中間盤(pán)通風(fēng)散熱不好，兩片起步負(fù)載不一樣，因而容易燒壞摩擦片，分離也不夠徹底因此在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)做了必要的措施，比如中間盤(pán)增加了散熱孔，中間盤(pán)和壓 盤(pán)之間有分離機(jī)構(gòu)等。 汽車(chē)從無(wú)到有并迅猛發(fā)展。 1769年，瑞士軍官普蘭捷爾也造出一輛以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的自由行駛的板車(chē)，于是又人將普蘭捷爾也認(rèn)定為汽車(chē)的始祖之一。為各類(lèi)型汽車(chē)所廣泛采用的摩擦離合器，實(shí)際上是一種依靠其主、從動(dòng)部分間的摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力且能分離的機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)代汽車(chē)上常用的是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，它是由離合器及變速器、萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸、主減速器、差速器和驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置等部件組成。因此，汽車(chē)工業(yè)的規(guī)模及產(chǎn)品的質(zhì)量就成為衡量一個(gè)國(guó)家技術(shù)的重要標(biāo)志之一。 關(guān)鍵詞 : 離合器 、 膜片彈簧 、 從動(dòng)盤(pán) 、中間盤(pán)、 壓盤(pán) 、 摩擦片 寶馬 325im 的離合器設(shè)計(jì)計(jì)算 II Abstract Automobile Clutch in the engine and gearbox between the flywheel shell, with screw will be fixed in the clutch assembly after the plane of the flywheel, clutch gearbox output shaft is the input shaft。 其功用為：（ 1）使汽車(chē)平穩(wěn)起步；（ 2）中斷給傳動(dòng)系的動(dòng)力，配合換檔；（ 3）防止傳動(dòng)系過(guò)載。在汽車(chē)行駛過(guò)程中，駕駛員可根據(jù)需要踩下或松開(kāi)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。 本設(shè)計(jì)主要針對(duì)寶馬 325im的離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。汽車(chē)作為最普通的交通工具，在日常的生活和工作中起了重要的作用。因此，在汽車(chē)上需要有一套復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)，以使內(nèi)燃機(jī)能適應(yīng)汽車(chē)行駛的需要。 離合器 通常裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，其主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪相連，從動(dòng)部分與變速器相連。 1770 年法國(guó)人呢古拉斯古諾將蒸汽機(jī)裝在板車(chē)上，制造出第一輛蒸汽板車(chē)，這是世界上第一輛利用機(jī)器為動(dòng)力的車(chē)輛。他們兩被公認(rèn)為以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的現(xiàn)代汽車(chē)的發(fā)明者， 1886 年 1 月 29 日也被公認(rèn)為汽車(chē)的誕生日。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于結(jié)合狀態(tài)并能傳動(dòng)動(dòng)力的基本機(jī)構(gòu)，而離合器的操縱機(jī)構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。其次，由于膜片彈簧與壓盤(pán)以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻。那么可以看出，對(duì)于輕型車(chē)膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)研究對(duì)于改善汽車(chē)離合器各方面的性能具有十分重要的意義。同時(shí)在膜片彈簧的大端對(duì)壓盤(pán)產(chǎn)生壓緊力使離合器處于結(jié)合狀態(tài)。當(dāng)前膜片彈簧離合器的操縱機(jī)構(gòu)已經(jīng)為拉式操縱機(jī)構(gòu)所取代，其 膜片彈簧為反裝，并將支承圈移到膜片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化， 零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。 2）接合時(shí)平順柔和，保證汽車(chē)起步是沒(méi)有抖動(dòng)和沖擊。 6）避免傳動(dòng)系產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)共振，具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊的能力。 給定參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及轉(zhuǎn)速： 160Kw/6500rpm 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速： 汽車(chē)整備 質(zhì)量： 1535KG 主減速比： 變速器 1 檔傳動(dòng)比： 輪胎型號(hào)： 205/55R17 在設(shè)計(jì)離合器時(shí)，應(yīng)根據(jù)車(chē)型的類(lèi)別，使用要求制造條件以及 系列化，通用化，標(biāo)準(zhǔn)化 要求等，合理選擇離合器的結(jié)構(gòu)?？刹捎醚貓A周布置、中央布置、和斜置等布置形式。當(dāng) 離合器蓋用螺栓固定到飛輪上時(shí)，由于離合器蓋靠向飛輪，后支承圈則壓膜片彈簧使其產(chǎn)生彈性變形，錐頂角變大，甚至膜片彈簧幾乎變平（參看 圖）。 由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧離合器的工藝水平在不斷提高，因此這種離合器在轎車(chē)及微型、輕型客車(chē)上得到廣泛運(yùn)用， 廣泛用于乘用 車(chē)、客車(chē)、輕型和中型貨車(chē)上。 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 6 （ a） 自由狀態(tài)； （ b）壓緊狀態(tài)； （ c）分離狀態(tài) 圖 膜片彈簧離合器的工作原理圖 (a) 一般壓式操縱 (b)拉式操縱 圖 離合器操縱形式 壓盤(pán)和中間盤(pán)的驅(qū)動(dòng)方式 壓盤(pán) 和中間盤(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)，但這種連接應(yīng)允許壓盤(pán)在離合器分離過(guò)程中能自由的作軸向移動(dòng)。它是由中間盤(pán)和壓盤(pán)上 6 個(gè)鍵和飛輪上的 6 個(gè)鍵槽進(jìn)行動(dòng)力傳遞的。 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 7 分離軸承的類(lèi)型 分離軸承在工作中主要承受軸向力，在分離離合器時(shí)由于分離軸承旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，形成其徑向力。分離軸承與膜片彈簧之間有沿圓周方向的滑磨，當(dāng)兩者旋轉(zhuǎn)中不同心時(shí)也伴有徑向滑磨。另外由于分離指與直徑較小的軸承內(nèi)圈接觸，則增大了膜片彈簧的杠桿比。有的轎車(chē)采用無(wú)此間隙的內(nèi)圈恒轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，用輕微的油壓或彈簧力使分離軸承與杠桿端（多為膜片彈簧）經(jīng)常貼合，以減輕磨 損和 減 少踏板行程。在特別嚴(yán)酷的使用條件下，該溫度有可能達(dá)到 1000℃。為防止壓盤(pán) 的受熱翹曲變形，壓盤(pán)應(yīng)有足夠大的剛度。 后備系數(shù)的選擇 離合器的后備系數(shù)，選擇時(shí)應(yīng)考慮摩擦片磨損后仍能傳遞 maxc? 及避免起步時(shí)滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng) ； 同時(shí)應(yīng)考慮防止傳動(dòng)系過(guò)載及操縱輕便等。 摩擦片單位壓力 P。 摩擦片外徑及其它尺寸的確定 摩擦片的外徑 D 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，所以應(yīng)先確定摩擦片的外徑 D。 根據(jù)離合器摩擦片的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化原則，根據(jù)下表 “離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)”（即 GB1457— 74） 表 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑/Dmm 內(nèi)徑/dmm 厚度/hmm 內(nèi)外徑之比 /dD 單位面積2/Fmm 160 110 10600 180 125 13200 200 140 16000 225 150 22100 250 155 30200 280 165 40200 300 175 46600 325 190 54600 可?。耗Σ疗嘘P(guān) 標(biāo)準(zhǔn) 尺寸： 外徑 D=180 ㎜ 內(nèi)徑 d=125 ㎜ 厚度 h= ㎜ 內(nèi)徑與外徑比值 d/D= 離合器基本參數(shù)的優(yōu)化 設(shè)計(jì)離合器要確定離合器的性能參數(shù)和尺寸參數(shù)，這些參數(shù)的變化直接影響離合器的工作性能和結(jié)構(gòu)尺寸。 式中 VD 為摩擦片最大圓周速度， nemax 為發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。 根據(jù)軸的材料選用 40Cr，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩可以計(jì)算出軸的最小直徑為 ，取 d=30mm，即 R=15mm。 【 CDT 】按下表取值 （ 7）為了減少汽車(chē)起步過(guò)程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過(guò)高而發(fā)生燒傷 ,離合器每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值 ,即 ? ? ? ???? ??? 224 dDZ W （ ） 式中 , ? 為單位摩擦面積滑磨 (J/mm2)； ??? 為其許用值 (J/mm2)，對(duì)于乘用車(chē)：][ ?? J/mm2，對(duì)于最大總質(zhì)量小于 的商用車(chē)： ][ ?? J/mm2，對(duì)于最大總質(zhì)量大于 商用車(chē)： ][ ?? J/mm2： W 為汽車(chē)起步時(shí)離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功（ J），可根據(jù)下式計(jì)算 離合器規(guī)格D/mm ≤210 ＞210250 ＞250325 ＞325 【 CDT 】 / 210? 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 12 ????????? 22022218 00 grae ii rmnW ? （ ） 式中， am 為汽車(chē)總質(zhì)量 (Kg)； r 為輪胎滾動(dòng)半徑（ m）； g i 為汽車(chē)起步時(shí)所用變速器擋位的傳動(dòng)比； 0i 為主減速器傳動(dòng)比； en 為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min，計(jì)算時(shí)乘用車(chē)取 20xx r/min，商用車(chē)取 1500 r/min。176。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。不同的 H/h 值有不同的彈性特性 (見(jiàn)圖 )。這種特性很適于作為離合器的壓緊彈簧。當(dāng) (H/h)= 2 則特性曲線(xiàn)的極小點(diǎn)落在橫坐標(biāo)軸上；當(dāng) (H/h)2 2 ，則特性曲線(xiàn)具有更大的負(fù)剛度區(qū)且具有載荷為負(fù)值的區(qū)域。 （ a） 自由狀態(tài)；（ b）結(jié)合狀態(tài)；（ c）分離狀態(tài) 圖 膜片彈簧在離合器接合和分離狀態(tài)時(shí)的受力以及變形 膜片彈簧基本參數(shù)的選擇 比值 H/h 和 h 的選擇 此比值對(duì)膜片彈簧的彈性特性影響極大，因此，要利用 H/ h 對(duì)彈簧特性的影響正確地選擇該比值，以得到理想的特性曲線(xiàn)及獲得最佳的使用性能。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。 ，符合要求。 L 應(yīng)接近 R 略小于 R。 膜片彈簧的計(jì)算 由前面已知數(shù)據(jù)： T maxe = ,D=180 ㎜ ,d=125 ㎜ , ? =, hH =, rR =,? =15176。如前面所述采用采用 鍵 式的傳力方式。壓盤(pán) 和中間盤(pán) 的厚度確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)： 和中間盤(pán) 應(yīng)有足夠的質(zhì)量 在離合器的結(jié)合過(guò)程中，由于滑磨功的存在，每結(jié)合一次都要產(chǎn)生大量的熱，而每次結(jié)合的時(shí)間又短（大約在 3 秒鐘左右），因此熱量根本來(lái)不及全部傳到空氣中去，這樣必然導(dǎo)致摩擦副的溫升。 和中間盤(pán) 應(yīng)具有較大的剛度 壓盤(pán) 和中間盤(pán) 應(yīng)具有足夠大的剛度，以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。若溫升過(guò)高可以適當(dāng)增加壓盤(pán) 和中間盤(pán) 的厚度。 — 10176。 — 10176。為了增加機(jī)械強(qiáng)度，還可以另外添加少量合金元素。這樣，摩擦片，從動(dòng)片和減振盤(pán)三者就被連在一起了。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，從動(dòng)片及減振盤(pán)相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂發(fā)生來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會(huì)很快被減振摩擦片的摩擦所吸收。從動(dòng)片的材料與其結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，整體式即不帶波形彈簧片的從動(dòng)片，一般用高碳鋼 (50 或 85 號(hào)鋼 )或 65Mn 鋼板，熱處理硬度 HRC38～48；采用波形彈簧片的分開(kāi)式 (或組合式 )從動(dòng)片，從動(dòng)片采用 08 鋼板，氰化表面硬度HRC45，層深 ～ ；波形彈簧片采用 65Mn 鋼板，熱處理硬度 HRC43～ 51。 軸的材料選為 40Cr，則 []? =50Mp A0= = 軸的直徑 d≥ A0 = = 對(duì)軸徑進(jìn)行圓整，取 d=30mm。 因?yàn)樘幮枰瑒?dòng)，選為滑動(dòng)花鍵，查機(jī)械手冊(cè)定該花鍵的配合為10 32 26 4 。這種摩擦片的缺點(diǎn)是材料的性能不穩(wěn)定，溫度，滑磨速度及單位壓力的增加都將摩擦系數(shù)的下降和磨損的加劇。這種鉚接法還 有固緊可靠和磨損后換裝摩擦片方便等優(yōu)點(diǎn)。 m， Ca ≤ 6500，本設(shè)計(jì)初選 Ca=5000N m。 m。 每個(gè)彈簧工作壓力 PP Z? 總 （ ） P=1689N。d 按結(jié)構(gòu)布置選定，一般 39。 彈簧的平均直徑 2D ：一般由結(jié)構(gòu)布置決定，通常選取 2D =11～ 15 mm 左右。 減振彈簧在最大工作壓力 P 時(shí)最小長(zhǎng)度： ? ?min 1L n d ??? （ ） Llim ? = 式中： ?? = 為彈簧圈之間的間隙。 2 踏板行程一般在 80150mm范圍內(nèi)，最大不應(yīng)超過(guò) 180mm。 6 傳動(dòng)效率要高。 液壓式操縱機(jī)構(gòu)主要由吊掛式離合器踏板、主缸、工作缸、管路系統(tǒng)和回 位彈簧等部分組成，具有傳動(dòng)效率高、質(zhì)量小、布置方便、離合器結(jié)合較柔和等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種形式的汽車(chē)中。 踏板力 Ff 為 Ff =sFiF ???39。 液壓缸內(nèi)徑的計(jì)算 D= pF?4 代入數(shù)據(jù)得 D=35mm, 參考同類(lèi)車(chē)型，取 d1 =35mm,d2 =40mm 中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 32 結(jié) 論 本 設(shè)計(jì) 分析了本設(shè)計(jì)所要采用的的膜片彈簧離合器，對(duì)膜片彈簧離合器進(jìn)行了分類(lèi)，闡述了膜片彈簧離合器的原理和組成，及其特性。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。中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 33 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)四年里的最后一門(mén)課程，是對(duì)我們大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)回顧