【正文】 膜片彈簧的彈性特性要適合所設計的離合器，就要不停的調整尺寸結構，最終得到合適的彈性特性曲線。 表 離合器操縱比一覽表 壓緊彈簧類型 i分 i操 周置螺旋彈簧 膜片彈簧 中央彈簧 ~ ~ 7~8 7~12 10~16 13~15 本章小結 本章對離合器的操縱機構進行了設計， 操縱機構設計主要是踏板力和 踏板行程的計算。結構如圖 。 36 第 9 章 操縱機構 的設計 離合器 操縱機構包括離合器踏板，傳動機構，分離叉等，由于對車的內部尺寸不了解，所以只對操縱機構進行簡單計算，包括踏板力、踏板行程、操縱傳動比等。在布置傳力片時要注意，通常情況下傳力片應該受拉力 [11]。此外，它還 是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支承殼體。此式表明，對于一定的零應力分布在中性點 O 而與 X 軸承 )2( ??? 角的直線上。根據(jù)表 ，可選擇： l=77mm， L=95mm?！?14176。其結構示意圖見圖 圖 膜片彈簧示 意簡圖 29 (1)H/h 比值的選取 設計膜片彈簧時，要利用其非線性的彈性變形規(guī)律，因此要正確選擇其特性曲線的形狀，以獲得最佳性能。當 P2 力達到一定值時，膜片彈簧被壓翻。 膜片彈簧的變形特性和加載方式 由于膜片彈簧采用推式結構，故其正裝。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。 1— 分離軸承 內圈； 2— 波形彈簧； 3— 分離軸承罩； 4— 分離套筒； 圖 自動調心軸承 25 本章 小結 本章對離合器 分離 裝置進行了設計，包括分離軸承和分離套筒的設計，分離軸承實用的是自動調心式。 本章 小結 本章對離合器的壓盤 進行的簡單設計，包括主要的尺寸 和材料的選擇等 。壓盤的厚度確定主要依據(jù)以下兩點 [3]： （ 1） 壓盤應有足夠的質量 來吸收熱量。此外，壓盤要有足夠的質量來吸收摩擦產生的熱量 。 將數(shù)據(jù)代入式中得： τ=， 65 號彈簧鋼絲的許用切應力 ??? =, ????? ,所以滿足剛度要求。 減振彈簧的最小高度 lmin : lmin =n(d+? )≈=36=。 圖 減振彈簧計算簡圖 彈簧中徑 Dc :一般由結構布置來決定 ,通常 Dc =11～ 15mm左右 ,取 Dc =12mm。m。 扭轉減振器的結構簡單介紹 帶 扭轉減振器的的從動盤結構簡圖如下圖 [1]所示彈簧摩擦式 : 1— 從動盤； 2— 減振彈簧； 3— 碟形彈簧墊圈； 4— 緊固螺釘； 5— 從動盤轂； 6— 減振摩擦片 7— 減振盤； 8— 限位銷 圖 帶扭轉減振器的從動盤總成結構示意圖 由于現(xiàn)今離合器的扭轉減振器的設計大多采用以往經驗和實驗方法通過不斷篩選獲得 ， 且越來越趨向采用單級的減振器 。 圖 花鍵結構示意圖 摩擦片的材料選取及與從動片的固緊方式 摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的的使用條件，摩擦片的性能應滿足以下幾個方面的要求 [1]： （ 1） 應具有較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，溫度，單位壓力和滑磨速度的變化對摩擦系數(shù)的影響小。 花鍵擠壓應力校核公式如下： ? =nhlP （ MPa） () 式中 ,P—— 花鍵的齒側面壓力， N 它 由 下式確定： P=ZdDTe )( 4 max??? () D′,d′ —— 分別為花鍵的外徑，內徑， m。從動盤轂一般采用鍛鋼（如 3 4 40Cr等）， 并經調質處理，本設計選 40Cr。為了防止由于工作溫度升高后使從動盤產生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷，還在從動剛片上沿徑向開有幾條切口。從動盤總成應滿足如下設計要求： （ 1）為了減少變速器換檔時齒輪間的沖擊，從動盤的轉動慣量應盡可能小 （ 2）為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布均勻等從動盤應具有軸向彈性 （ 3）為了避免傳動系的扭轉共振以及緩和沖擊載荷，從動盤中應裝有扭轉減振器 （ 4）要有足夠的抗爆裂強度 從動片的選擇和設計 設計從動片時要盡量減輕質量，并使質量的分布盡可能靠近旋轉中心，以獲得小的轉動慣量。從動片 5用限位銷 7 和減振 12 鉚在一 起。 又初選 ? = 運用公式（ ） 可以校核單位壓力 P： ? T maxe = 12 cZ???? PD3 (1－ 33Dd ) () 12 式中： ZC 對單片離合器取 2 ? 為摩擦系數(shù)，可取 ? = 代入相關數(shù)據(jù)則得： P= 又由表 中的查得：石棉基材料（在后面設計中，摩擦片材料選擇石棉基材料）單位壓力 [p]=~， 也即是摩擦面上的單位壓力 P＜ [P],沒有超出允許范圍 .因此上述各基本結構參數(shù)合適。m， DK =，則將各參數(shù)值代入式后計算得 D= 表 31 直徑系數(shù) DK 的取值范圍 車 型 直徑系數(shù) DK 乘用車 最大總質量為 ～ 的商用車 ～ (單片離合器 ) ～ (雙片離合器 ) 最大總質量大 于 的商用車 ～ 根據(jù)離合器摩擦片的標準化，系列化原則，根據(jù)下表 32[2]；結合后面的表 41 表 32 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)（即 GB1457— 74） 外徑 D/mm 160 180 200 225 250 280 300 325 350 內徑 d/mm 110 125 140 150 155 165 175 190 195 厚度 h/ 4 C? =d/D 1－ 3C? 單位面積 F/ 3cm 106 132 160 221 302 402 466 546 678 11 應?。耗Σ疗嚓P標準尺寸： 外徑 D=200mm 內 徑 d=140mm 厚度 h= 內徑與外徑比值 C′= 1－ 3C? = 離合器后備系數(shù) β 的確定 后備系數(shù) β 是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動機最大扭矩的可靠程度，選擇 β時，應從以下幾個方面考慮 ： a. 摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動機最大扭矩； b. 防止離合器本身滑磨程度過大； c. 要求能夠防止傳動系過載。為防止壓盤 的受熱翹曲變形，壓盤應有足夠大的剛度。本設計采用自動調心分離軸承，其結構如圖 所述。為了消除因不同心導致的磨損并使分離軸承與膜片彈簧內端接觸均勻，膜片彈簧離合器廣泛采用自動調心式分離裝置結構原理如圖 。 （ 3） 徑向傳動片驅動方式：它用彈簧鋼制的傳動片將壓盤與離合器蓋連接在一起，除傳動片的布置方向是沿壓盤的弦向布置外，其他的結構特征都與徑向傳動驅動方式相同。 但膜片彈簧的制造工藝較復雜，對材料質量和尺寸精度要求高，其非線性特性在生產中不易控制，開口處容易產生裂紋，端部容易磨損。 (10) 結構應簡單、緊湊，質量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調整方便。 (2) 接合時要完全 、平順、柔和，保證汽車起步時沒有抖動和沖擊。目前此技術尚不夠完善。甚至某些總質量達 28~32t 的重型汽車也有采用膜片彈簧離合器的，但膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧要高。 3 圖 離合器工作原理圖 研究現(xiàn)狀 膜片彈簧離合器是近年來在轎車和輕型載貨汽車上廣泛采用的一種離合器。 對于重型離合器，由于商用車趨于大型化，發(fā)動機功率不斷加大，但離合器允許加大尺寸的空間有限，離合器的使用條件日酷一日，增加離合器傳扭能力，提高使用壽命，簡化操作，已成為重型離合器當前的發(fā)展趨勢。第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動盤金屬片上是沒有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動件飛輪和壓盤上的，彈簧布置在中央，通過杠桿放大后作用在壓盤上。因為在當時，許多其他離合器還在原 創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)定。無論錐形離合器或 蹄 鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動件根本無法分離的自鎖現(xiàn)象。 1 第 1 章 緒 論 離合器的發(fā)展 在早期研發(fā)的離合器結構中，錐形離合器最為成功。 現(xiàn)今所用的盤式離合器的先驅是多片盤式離合器，它是直到 1925 年以后才出現(xiàn)的。 石棉基摩擦材料的引入和改進，使得盤片式離合器可以傳遞更大的轉矩，能耐受更高的溫度。后來改用多個直徑較小的彈簧，沿著圓周布置直接壓在壓 2 盤上，成為現(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方法。為了提高離合器的傳扭能力，在重型汽車上可采用雙片干式離合器。因其作為壓簧，可以同時兼起分離 杠桿的作用，使離合器的結構大為簡化，質量減少，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。膜片彈簧離合器 的操縱曾經都采用壓式機構，即離合器分離時膜片彈簧彈性杠壓桿內端的分離指處是承受壓力。 研究內容 早期的離合器結構尺寸大，從動部分轉動慣量大，引起變速器換檔困難，而且這種離合器在結合時也不夠柔和，容易卡住，散熱性差，操縱也不方便，平衡性能也欠佳。 (3) 分離要迅速、徹底。 6 離合器結構設計 結構設計的各項要求，在本設計中都將全面的考慮，并采用相應的措施予以實現(xiàn)。近年來，由于材料性能的提高，制造工藝和設計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。經比較，我選擇徑向傳動驅動方式。它有旋轉軸承，軸承罩，波形片簧如圖 中 2— 波形彈簧 ，它由厚約為 的 65Mn 鋼帶制成，油淬、模內回火度HRC43～ 51） 及分離套筒組成。 離合器的通風散熱措施 提高離合器工作性能的有效措施是借助于其通風散熱系統(tǒng)降低其摩擦表面的溫度。鑒于以上對質量和剛度的要求，一般壓盤都設計得比較厚，一般不小于 10mm。通常轎車和輕型貨車 β=～ 。 表 摩擦片單位壓力 0p 的取值范圍 摩擦片材料 單位壓力 0p /Mpa 石 棉基材料 模壓 ~ 編織 ~ 粉末冶金材料 銅基 ~ 鐵基 金屬陶瓷 ~ 本章 小結 本章節(jié)根據(jù)經驗公式計算出摩擦片的內徑外徑尺寸，再查表選擇出合適的尺寸。這樣，摩擦片，從動片和減振盤三者就被連在一起了。這是因為汽車在行駛中進行換檔時，首先要分離離合器，從動盤的轉速必然要在離合器換檔的過程中發(fā)生變化，或是增速（由高檔換為低檔）或是降速（由低檔換為高檔）。 由于其采用整體式彈性從動片，從動片沿半徑方向開槽 ,其結構簡圖見下圖 ,將外圓部分 分割成許多扇形 ,并將扇形部分沖壓成依次向相同方向彎曲的波浪形 ,使其具有軸向彈性 ,兩邊的摩擦片則分別鉚在扇形片上 .在離合器結合的過程中 ,從動片被壓緊 , 15 彎曲的波浪扇形部分被逐漸壓平從動盤摩擦面片所傳遞的轉矩逐漸增大 ,使其結合過程較平順 ,柔和 ,整體式彈性從動片根據(jù)從動片尺寸的大小可制成 6～ 12 個切槽 ,并常常將扇形部分與中央部分的連接處切成 T 形槽 ,目的是進一步減小剛度 ,增加彈性 .本離合器從動片開 6 個 T 形槽，寬度為 4mm，橫槽分布圓周直徑 39。為提高花鍵內孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工藝：對減振彈簧窗口及從動片配合，應進行高頻處理。 Z —— 從動盤轂的數(shù)目 。 （ 2） 要有足夠的耐磨性，尤其在高溫時應耐磨。 減振器結構尺寸簡圖如圖 [4]所示。 （ 3）扭轉減振器的預緊力矩 20 減振彈簧安裝時應有一定的預緊。 彈簧鋼絲直徑 d: 通常 d 取 3～ 4mm，所以取 d=3mm。 減振彈簧總變形量： l? =P／ K=／ =。 （ 8）從動片相對從動盤轂的最大轉角 : ? =2 arcsin( l?? ／ 2R1 ) () 22 式中 l?? = l? l?? =,代入上式得 ? =176。 壓盤傳力方式的選擇 壓盤是離合器的主動部分，在傳遞發(fā)動機轉矩時 ，它和飛輪一起帶動從動盤轉動，所以它必須和飛輪連接在一起，但這種連接應允許壓盤在離合器的分離過程中能自由的沿軸向移動。 （ 2）壓盤應具有較大的剛度保證在受熱的情況下不致產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。 24 第 6 章 分離裝置的設計 離合器的分離裝置包括分離桿，分離軸承和分離套筒。 26 第 7 章 離合器膜片彈簧的設計 膜片彈簧有眾多優(yōu)其他彈簧的優(yōu)點，廣泛的被采用，但膜片彈簧的設計比較復雜，對彈性特性曲線的繪制也很麻煩。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，卸載后又恢復原形所。