【正文】 畢業(yè)設(shè)計說明書 34 ? ? }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： )90/113l n( 90113)l n( ????? rR rRemm 所以： ?P? ， ?tB? N/mm2 B 點作為分離指根部的一點，在分離軸承推力 F2作用下還受有 彎曲應(yīng)力： ? ? 2r2frB hbn Frr6 ????? （ ） 式中 n—— 分離指數(shù)目 n=18 br—— 單個分離指的根部寬 202182 0 ????? ?? rb r mm 因此： ?rB? N/mm2 由于? rB 是與切向壓應(yīng)力? tB 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)過以下工藝：先對其進(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，對膜片彈簧的凹表面進(jìn)行噴丸處理，提高彈簧疲勞壽命，對分離指進(jìn)行局部高頻淬火或鍍鋁，以提高其耐磨性。 分離指數(shù)目 n、切槽寬 1? 、窗孔槽寬 2? 、及半徑 re 汽車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)，便于制造時模具分度切槽寬 1? ≈ 4 ㎜， 2? ≈ 12㎜，窗孔半徑 re 一般情況下由 （ r－ re ）≈ (～ ) 2? ,所以取 r－ re =10 2? =12 ㎜ 參考下表 72 表 72 一些車型膜片彈簧的分離爪數(shù) n、切槽寬 1? 、 2? 及半徑 er 車型 n 1? （㎜） 2? （㎜） r－ er （㎜） 豐田 18 9 11 北京 BJ751 18 11 13 畢業(yè)設(shè)計說明書 32 上海 SH771 18 11 雪佛蘭 18 10 10 參考上表 72 可取得 n=18, 1? ≈ 4 ㎜， 2? ≈ 12㎜ , re =80 假定膜片彈簧在承載過程中其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點 O轉(zhuǎn)動（圖 ）。之間， ? ≈ )( rRH ? 代入數(shù)值計算可得： ? =11176。一般汽車汽車膜片彈簧的 H/h 值的范圍在～ 之間。后者的膜片彈簧為反裝，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。當(dāng)離合器蓋用螺栓固定到飛輪上時，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。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(jié)構(gòu)大為簡化，質(zhì)量減少， 并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。 在設(shè)計分離桿時應(yīng)注意以下幾個問題： （ 1）分離桿要有足夠的剛度 在分流離合器時，分離桿要受很大的力，如果剛度不夠，會引起較大的變形，這不僅要降低離合器操作機(jī)構(gòu)的傳動效率，甚至出現(xiàn)離合器分離不徹底，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一定要設(shè)法增加分離桿的剛度，提高其抗彎曲的能力，以減少受力時 的變形。此外，它還是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支承殼體。它不僅會引起摩擦片 摩擦系數(shù)的下降，磨損加劇，嚴(yán)重時甚至?xí)鹉Σ疗蛪罕P的損壞。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。 摩擦片 外徑 D/mm 發(fā)動機(jī)的 最大轉(zhuǎn)矩 Temax/N它一般采用齒側(cè)對的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上，花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑 D 與發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 Temax 按國標(biāo) GB1144－ 74 選取。離合器的從動盤轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力，而使變速器換檔齒輪之間產(chǎn)生沖擊或使變速器中的同步裝置加速磨損。 不帶扭轉(zhuǎn)減震器的從動盤結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕。 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(jī)最大扭矩的可靠程度，選擇β時，應(yīng)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(jī)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。為使摩擦表面溫度不致過高，除要求壓盤有足夠大的質(zhì)量以保證足夠的熱容量外，還要求散熱通風(fēng)好。 1. 分離杠桿 2 壓板 3軸 項目 類型 離合器蓋變形 分離軸承 膜片彈簧外徑 彈簧應(yīng)力 夾緊載荷 支撐環(huán)數(shù) 設(shè)計 負(fù)荷 安裝 推式 大 簡單 大 容易 相對小 相對大 相對小 2 拉式 小 復(fù)雜 小 較難 相對大 相對小 相對大 1 畢業(yè)設(shè)計說明書 13 2． 膜片彈簧 +滑動軸承 +分離板。 比較以上集中方案，結(jié)合時機(jī)情況，我們選取徑向傳動片驅(qū)動方式。 畢業(yè)設(shè)計說明書 10 離合器摩擦面片在離合器結(jié)合過程中將遭到嚴(yán)重的滑磨，在相對很短的時間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，因此要求摩 擦面應(yīng)有下列一些綜合性能： 1） 在工作中有相對較高的摩擦系數(shù)； 2） 在整個在、工作壽命期內(nèi)應(yīng)維持其摩擦性能，不希望出現(xiàn)摩擦系數(shù)衰退現(xiàn)象； 3） 在短時間內(nèi)吸收相對高的能量，具有好的摩擦性能； 4） 能承受較高的壓盤作用載荷，在離合器結(jié)合過程中表現(xiàn)出較好的結(jié)合性能（不易出現(xiàn)顫抖）； 5） 在抵抗高轉(zhuǎn)速下（變速器換擋時容易發(fā)生）大的離心力載荷而不被破壞； 6） 在傳遞發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩時，有足夠的剪切強(qiáng)度； 7） 具有較小的轉(zhuǎn)動慣量，材料加工性能良好； 8） 在整個正常工作溫度范圍內(nèi)，和對偶材料壓盤，飛輪（都是鑄鐵件）等有良好的兼容摩擦性能； 9） 摩擦副對偶面有較高 的容污性能，不影響他們的摩擦作用； 10） 具有優(yōu)良的性能 /價格比，不會污染環(huán)境。 4) 從動部分轉(zhuǎn)動慣量要小，以減輕換擋時變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。當(dāng)離合器分離時，分離軸承前移膜片彈簧壓前支承圈并以其作為支點發(fā)生反錐形的轉(zhuǎn)變，使膜片彈簧大端后移，并通過分離鉤拉動壓盤后移使離合器分離。另外由于膜片彈簧具有非線性彈性特性，故能在從動盤摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。所以離合器的第二個功用，就是暫時分開發(fā)動機(jī)和傳動系的聯(lián)系，以便于發(fā)動機(jī)起動。 離合器可使發(fā)動機(jī)與傳動系逐漸接合，保證汽車平穩(wěn)起步。 plate。此 設(shè)計說 明 書詳細(xì) 的 說 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 算過 程。根據(jù) 車輛 使用 條 件和 車輛參數(shù) ，按照離合器系 統(tǒng) 的 設(shè)計 步 驟 和 要求，主要進(jìn) 行了以下工作： 選擇 相 關(guān)設(shè)計參數(shù) 主要 為 ：摩擦片外 徑 D的確定，離合器后備 系 數(shù) β的確定， 單 位 壓 力 P 的確定。離合器的工作，就是受駕駛員操縱，或者分離，或者接合，以完成其本身的任務(wù)。因為如果是突然的剛性連接，就必然造成不是汽車猛烈攢 畢業(yè)設(shè)計說明書 7 動，就是發(fā)動機(jī)熄火。同時在掛檔時，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒輪副圓周速度達(dá)到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會造成掛檔沖擊甚至掛不上檔，此時又需要離合器暫時分開傳動系，以便使與離合器主動齒輪聯(lián)結(jié)的質(zhì)量減小，這樣即可以減少掛擋沖擊以便利換檔。那么可以看出，對于輕型車膜片彈簧離合器的設(shè)計研究對于改善汽車離合器各方面的性能具有 畢業(yè)設(shè)計說明書 8 十分重要的意義。甚至某些總質(zhì)量達(dá) 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。 7) 操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。因此，本離合器摩擦片采用石棉基質(zhì)的材料。在本設(shè)計中，結(jié)合實際情況，采用三組傳力片，每組兩片，均勻分布在壓盤切線位置。 離合器的散熱通風(fēng) 試驗表明，摩擦片的磨損是隨壓盤溫度的升高而增大的，當(dāng)壓盤工作表面超過 200~180 176。 畢業(yè)設(shè)計說明書 14 3 離合器基本 結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 摩擦片外徑是離合器的主要參數(shù)，它對離合器的輪廓尺寸、質(zhì)量和使用壽命有決定性的影響。因為在其它條件不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時發(fā)熱厲害，再加上因整個零件較大，零件的溫度梯度也大，零件受熱不均勻，為了避免這些不利因素，單 位壓力 P應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而降低。采用彈性較好的材料，沖壓制成從動片，具有較好的減震作用，同時大大降低了生產(chǎn)維護(hù)成本 。此外，彈性從動片還使壓力的分布比較均勻，改善表面的接觸，有利于摩擦片的磨損。為提高花鍵內(nèi)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(yīng)進(jìn)行高頻處理。 （ 3）要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，尤其在高溫時的機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)較好 （ 4）熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時分離出的粘合劑較少，無味，不易燒焦 （ 5）磨合性能要好，不致刮傷飛輪及壓盤等零件的表面 （ 6）油水對摩擦性能的影響應(yīng)最小 （ 7）結(jié)合時應(yīng)平順而無“咬住”和“抖動”現(xiàn)象 由以上的要求 ,目前車用離合器上廣泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性能比較好的石棉和粘合 劑及其它輔助材料混合熱壓而成，其摩擦系數(shù)大約在 左右。由彈簧鋼帶制成的傳動片一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上，為了改善傳動片的受力情況，它一般都是沿圓周布置。 鑒于以上兩個原因壓盤一般都做得比較厚（載重汽車上一般不小于 15㎜），但一般不小于 10 ㎜ 在該設(shè)計中，初步確定該離合器的壓盤 的厚度為 15㎜ 。 （ 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有許多通風(fēng)窗口，通常在離合器壓緊彈簧座處開有通風(fēng)窗口。顯然，同一個點同時要做兩種不同的運動是不可能的，這就是所說的運動干涉。離合器分離時，使離合器踏板操縱輕便，減輕駕駛員的勞動強(qiáng)度。膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此設(shè)計摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎不變，且可以減輕分離離合器時的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對離合器軸的中心線是對稱的，因此其壓緊力實際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著縮短了軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與 壓盤是以整個圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，摩擦均勻，也易于實現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱等。不同的 H/h值可以得到不同的特性變形特性。因此設(shè)計用來緩和沖擊，吸收振動等需要儲存大量彈性能時的碟簧時選用。本設(shè)計取1101 ?R mm， 931?r mm。令 X軸平行于子午斷面的上下邊，其方向如上圖所示，則斷面上任意點的切向應(yīng)力為： ? ?xe y2/x1 E 2t ? ??????????? （ ） 圖 .1 膜片彈簧工作點位置 式中 φ —— 碟簧部分子午斷面的轉(zhuǎn)角（從自由狀態(tài)算起） 畢業(yè)設(shè)計說明書 33 α —— 碟簧部分子有狀態(tài)時的圓錐底角 e —— 碟簧部分子午斷面內(nèi)中性點的半徑 e=(Rr)/In(R/r) () 為了分析斷面中斷向應(yīng)力的分布規(guī)律，將（ ）式寫成 Y 與 X 軸的關(guān)系式： ? ? ? ????????????????? ?????????? ???? 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