【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 值的區(qū)域（特性曲線穿過了橫坐標(biāo)，圖中未示出）。這種彈簧適合于汽車液力傳動(dòng)中的鎖止機(jī)構(gòu)。 離合器的設(shè)計(jì)原則離合器的主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到較大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動(dòng)系各零部件因過載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。為了保證離合器具有良好的工作性能，設(shè)計(jì)離合器應(yīng)滿足如下基本要求：（1）在任何行使條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，又能防止傳動(dòng)系過載。（2）接合時(shí)要完全、平順、柔和，保證汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊。（3）分離時(shí)要迅速、徹底。（4）從動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。（5）應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過高，延長(zhǎng)其使用壽命。（6）應(yīng)能避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和降低噪聲的能力。（7）操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。（8）作用在從動(dòng)盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作工程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。（9）具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。（10）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊，質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。所謂使用可靠，指的是離合器機(jī)構(gòu)或零部件在預(yù)定期內(nèi)一直能正常工作。這意味著在使用中要注意保養(yǎng)，其耗費(fèi)的勞動(dòng)量也要盡量小。這就取決于制造和裝配質(zhì)量、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用狀況。很多情況下，離合器不能可靠工作就是和不完善的技術(shù)保養(yǎng)—零部件缺少必要的潤(rùn)滑和調(diào)整。 本章小結(jié)本章著重介紹了離合器的類型分析，膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理，H/h 對(duì)膜片彈簧彈性特性的影響以及離合器的設(shè)計(jì)原則，并分析了本文所選類型的特性。通過本章節(jié)可以清楚的了解離合器的工作原理和結(jié)構(gòu)，為后面的設(shè)計(jì)提供一定的理論基礎(chǔ)。3 膜片彈簧的設(shè)計(jì)與計(jì)算 離合器主要參數(shù)的選擇后備系數(shù)223。是離合器設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的參數(shù)反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇223。時(shí)，應(yīng)該考慮摩擦片在使用中磨損后離合器仍能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時(shí)間過長(zhǎng)、防止傳動(dòng)系過載及操縱輕便等因素。小轎車：223。=～；載貨車：223。=～，本次設(shè)計(jì)選取223。=。單位壓力 P0 決定了摩擦表面的耐磨性，對(duì)離合器的使用壽命有很大的壽命有很大影響，選取時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素，對(duì)于離合器使用頻繁、發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小、載質(zhì)量大或經(jīng)常在壞路面上行駛的汽車P0應(yīng)取小一些；當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為了降低摩擦外緣處的熱負(fù)荷，P0應(yīng)取大一些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增加P0。本設(shè)計(jì)摩擦片材料選取粉末冶金材料。～，本次設(shè)計(jì)選取P0=。本設(shè)計(jì)是以EQ1091 中型載貨汽車為參考而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，EQ1091 有關(guān)參數(shù)如下所示：最大總質(zhì)量9545kg；發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩Temax=；最高車速90km/h；EQ6102發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率Pemax=99KW；發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速3000r/min；變速器主減速比i0=；傳動(dòng)比ig=。摩擦片的主要尺寸有外徑D、內(nèi)徑d、厚度b。(1) 摩擦片外徑D，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率選取 D=100/A= （）式中，一般載貨汽車A=36（單片），本次設(shè)計(jì)取D=325。(2) 內(nèi)徑，d/～，本設(shè)計(jì)選取d/D=。代入數(shù)值d=190。(3) 、，本次設(shè)計(jì)取b= 干式離合器摩擦片尺寸系列（mm）外徑D2內(nèi)徑D1厚度b外徑D2內(nèi)徑D1厚度b160110300175180125325190200140350195(190)225（220）150305380205250（254）155（150）405220280165(180)430230摩擦片的摩擦因素f取決于摩擦片所用的材料及其工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。摩擦片的材料主要有石棉基材料、粉末冶金材料和金屬陶瓷材料等。石棉基材料的摩擦因素f 受工作溫度、單位壓力和滑磨速度影響較大，并且它的粉塵對(duì)環(huán)境有污染，而粉末冶金材料和金屬陶瓷材料的摩擦因素f較大且穩(wěn)定。本設(shè)考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性選取了粉末冶金材料的摩擦片。摩擦因素f=～，取f=。摩擦面數(shù)z為離合器從動(dòng)盤數(shù)目的兩倍，本設(shè)計(jì)為單盤故摩擦面數(shù)z=2。離合器間隙t 是指離合器處于正常接合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置時(shí)，為保證摩擦片正常磨損過程中仍能完全接合，在分離軸承和分離桿內(nèi)斷之間留有的間隙。一般為3～4mm,取t=4mm。 膜片彈簧基本參數(shù)的選擇及確定膜片彈簧尺寸計(jì)算可參考圖 中所示去設(shè)計(jì)計(jì)算。圖 膜片彈簧的尺寸簡(jiǎn)圖內(nèi)截錐高度H和厚度h 所示，為保證離合器壓緊力變化不大，操縱輕便，一般H/～，厚度h為2～4之間，選取h=。由上述分析得H/ 故H=。圖 膜片彈簧內(nèi)截錐示意圖比值R/ r對(duì)彈簧的載荷及應(yīng)力特性都有影響。從材料利用率的角度，～ 時(shí)，碟形彈簧儲(chǔ)存彈性的能力為最大，就是說彈簧重量的利用率好。因此在設(shè)計(jì)用來緩和沖擊、吸收振動(dòng)等需儲(chǔ)存大量彈性能的碟簧時(shí)選用。對(duì)于汽車離合器膜片彈簧，設(shè)計(jì)上并不要求儲(chǔ)存大量的彈性能，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)布置與分離力的需要來決定，一般R/～。對(duì)于R，膜片彈簧大端外徑R應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)上的要求而和摩擦片的外徑尺寸相適應(yīng)，大于摩擦片內(nèi)徑，近于摩擦片外徑。此外，當(dāng)H，h及R/r等不變時(shí)，增加R將有利于膜片彈簧應(yīng)力的下降。結(jié)合同類車型，取R=135，取R/r =，故r=108。膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角a與內(nèi)截錐高度H關(guān)系密切。 （） 式中， H—內(nèi)截錐高度；h—膜片彈簧厚度。代入數(shù)值得a =，本次設(shè)計(jì)取a =13。分立指數(shù)目n通常取為18，大尺寸膜片彈簧可取24，小尺寸膜片彈簧可取12。本次設(shè)計(jì)選取n=18r 0由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值大于變速器第一軸花鍵外徑。第一軸花鍵外徑為： d=K3 （）式中， K—～，本次設(shè)計(jì)選取K=；Temax最大轉(zhuǎn)矩。代入數(shù)值得d = ，本次設(shè)計(jì)選取r 0 =30 ，rf應(yīng)大于r 0 ，選取r0 = 44?！敬卧O(shè)計(jì)選取d1 =。窗孔槽寬d2 =9～10，本設(shè)計(jì)選取d2=10。窗孔的內(nèi)半徑re 的取值應(yīng)滿足rre ≤δ2。本次設(shè)計(jì)選取re=12。壓盤的加載點(diǎn)半徑R1和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑r1影響膜片彈簧的剛度。r1應(yīng)略大于r且接近r ， R1應(yīng)略小于R且接近R 。本次設(shè)計(jì)選取r1 =110， R1=130。 膜片彈簧的校核摩擦片外徑 D的選取應(yīng)使最大圓周速度D V 不超過65～70m/s。VD=D （）式中，—發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；V D—摩擦片最大圓周速度。代入數(shù)值得VD =，故認(rèn)為摩擦片外徑D選取合適。為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦表面溫度過高而發(fā)生燒傷，離合器每一次結(jié)合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值。 （）式中， w— 單位摩擦面積滑磨功；[w]—許用值，本次設(shè)計(jì)車型[w]=； W—汽車起步時(shí)離合器結(jié)合一次所產(chǎn)生的總滑磨功； 總滑磨功可根據(jù)下式計(jì)算： () 式中， rr—為輪胎的滾動(dòng)半徑； ma—汽車總質(zhì)量， ma=9545kg； ig—汽車起步時(shí)所用變速器擋位傳動(dòng)比， ig =； io—主減速器傳動(dòng)比， io =； ne —發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速， ne=3000r/min； 車論的滾動(dòng)半徑為 （） 式中， F—計(jì)算常數(shù)，子午線胎F = ；d—車輪半徑，本設(shè)計(jì)中d =750 mm；綜上所述并代入數(shù)值，得W=， 。所以]。 故認(rèn)為該離合器單位面積滑磨功符合要求。由上述分析可知 H =，h =，R =135，r =108，R1=130，r1 =110，rf =40，n =18，r 0 =55。 膜片彈簧特性曲線圖，設(shè) () ()式中， P1 — 工作壓力；E — 彈性模數(shù)，鋼材取E =105MPa ；m — 泊松比，鋼材取m =；H — 碟簧部分內(nèi)截錐高； —大端變形；整理上面兩式得： ln () 把有關(guān)數(shù)值代入上式，得 () () ()1 確定彈簧工作點(diǎn)的位置取離合器接合時(shí)大端變形量 l1=，H= 由式（）、（）算得膜片彈簧壓緊力：P1 =5304校核后備系數(shù)： ()式中， 把數(shù)值帶入上式，得b =，～ 之間。離合器剛開始分離時(shí)，大端的變形量為 ()式中，Df =λf 1，λf 1 為壓盤升程s ()式中， Zc=2,每對(duì)摩擦片間隙s = ，代入數(shù)值，得。摩擦片磨損后，最大磨損量 Dλ= z cDs0 ()其中 Dso 在 ～ 之間，本設(shè)計(jì)取 Dso =，代入數(shù)值得Dλ=。故λ=λDλ==2 求離合器徹底分離時(shí)分離軸承的載荷 P2膜片彈簧小斷分離軸承處有分離軸承力與膜片彈簧壓盤接觸處的變形 l1 和P2 的關(guān)系式： ()取λ1d =λ1=，代入數(shù)值得 P2=。3 求分離軸承行程軸向變形和小端分離軸承的軸向變形的關(guān)系式 ()代入數(shù)值，得=。寬度系數(shù)β1，β2為 () () 代入數(shù)值b1 =,b2=。彎曲附加變形λ2由分離指受力P2 引起 ()代入有關(guān)數(shù)值，得=，故 4 強(qiáng)度校核膜片彈簧大端的最大變形量為離合器徹底分離時(shí)的變形量： ()把有關(guān)數(shù)值代入上式，得1207MPa ，通常強(qiáng)度不大于1500～1700MPa ，故認(rèn)為強(qiáng)度條件適合。 本章小結(jié)本章對(duì)離合器主要參數(shù)（后備系數(shù)、單位壓力和摩擦片的主要尺寸）進(jìn)行了選擇，主要計(jì)算了膜片彈簧離合器的主要參數(shù)，和對(duì)膜片彈簧尺寸的合理選擇，并且對(duì)膜片彈簧進(jìn)行了詳細(xì)認(rèn)真的校核，使其能更好的與實(shí)際相結(jié)合。4 扭轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計(jì)計(jì)算汽車傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)減振器，按其所在位置可分為兩類：一類裝在從動(dòng)盤總成中，另一類裝在飛輪處。兩者