【文章內(nèi)容簡介】 圓周速度（ m/s） ； maxen 為發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速 (r/min)。 （ 2）摩擦片的內(nèi)、外徑比 39。C 應(yīng)在 ～ 范圍內(nèi)，即 39。 ??? C （ 3）為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動系過載，不同車型的β值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為 ～ 。 （ 4）為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，摩擦片 內(nèi)徑 d 必須大于減振器振器彈簧位置直徑 02R 約 50mm，即 502 0 ?? Rd mm （ 5）為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即 ? ? ? ?0220 ccc TdDZ TT ???? ? （ ） 式中 0cT 為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 (2)，可按表 選取 經(jīng)檢查 ,合格。 表 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值 離合器規(guī) 格 210? 250~210? 325~250? 325? ? ? 20 10/ ??cT 0． 28 0． 30 0． 35 0． 40 （ 6）為降低離合器滑磨時的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，對于不同車型，單位壓力 0p 的最大范圍為 ～ ,即 MPa ?? p MPa ? MPa （ 7）為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒 14 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)，對于乘用車：][ ?? J/mm2，對于最大總質(zhì)量小于 的商用車： ][ ?? J/mm2，對于最大總質(zhì)量大于 商用車： ][ ?? J/mm2： W為汽車起步時離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功（ J），可根據(jù)下式計算 ????????? 22022218 00 grae ii rmnW ? （ ） 式中， am 為汽車總質(zhì)量 (Kg)； r 為輪胎滾動半徑（ m）； g i 為汽車起步時所用變速器擋位的傳動比； 0i 為主減速器傳動比； en 為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min，計算時乘用車取 20xx r/min，商用車取 1500 r/min。其中： ?i ?gi ?rr m 895?am Kg 代入式（ ）得 ?W J，代入式（ ）得 ][ ?? ??? ，合格。 （ 8）離合器接合的溫升 mcWt ?? 式中 ,t 為壓盤溫升 ,不超過 10~8 176。C ； c為壓盤的比熱容， ?c J/(Kg176。C)；γ為傳到壓盤的熱量所占的比例，對單片離合器壓盤； ?? ， m 為壓盤的質(zhì)量 ?m Kg 代入， ?t 176。C ，合格。 本章小結(jié) 本章重點介紹了離合器主要參數(shù)的選取和摩擦片尺寸的計算，為以后各個零件的選取起參照作用 。 15 第 4 章 膜片彈簧 設(shè)計 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點 由前面可以知道，本設(shè)計中的壓緊彈簧是膜 片彈簧。而膜片彈簧離合器分推式和拉式，在本設(shè)計中采用拉式結(jié)構(gòu)。 膜片彈簧在結(jié)構(gòu)形狀上分為兩部分。在膜片彈簧的大端處為一完整的截錐體，它的形狀像一個無底的碟子和一般機(jī)械上用的碟形彈簧完全一樣，故稱作碟簧部分。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。可以說膜片彈簧是碟形彈簧的一種特殊結(jié)構(gòu)形式。所不同的是，在膜片彈簧上還包括有徑向開槽部分。膜片彈簧上的徑向開槽部分像一圈瓣片，它的作用是，當(dāng)離合器分離時作為分離杠桿。故它又稱分離爪。分離爪與碟簧部分交接處的徑向槽較寬呈長方 圓形孔 。 H/h 的選擇 此值對膜片彈簧的彈性特性影響極大，分析載荷與變形 1之間的函數(shù)關(guān)系可知，當(dāng) 2?hH 時， F2 為增函數(shù)； 2?hH 時， F1 有一極值，而該極值點又恰為拐點；2?hH 時， F1 有一極大值和極小值；當(dāng) 2?hH 時， F1 極小值在橫坐標(biāo)上，見圖。 16 圖 膜片彈簧的彈性特性曲線 1 2/ ?hH 2 2/ ?hH 3 22/2 ?? hH 4 22/ ?hH 5 22/ ?hH 為保證離合器壓緊力變化不大和操縱方便，汽車離合器用膜片彈簧的 H/h 通常在～ 2 范圍內(nèi)選取。常用的膜片彈簧板厚為 2～ 4mm，本設(shè)計 2?hH ， h=2mm ，則 H=4mm 。 R/r 選擇 通過分析表明， R/r 越小，應(yīng)力越高，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響越大。汽車離 合器膜片彈簧根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求， R/r 常在 ～ 的范圍內(nèi)取值。本設(shè)計中取 ?rR ，摩擦片的平均半徑 854 ??? dDRcmm， cRr? 取 80?r mm則 100?R mm 則 ?rR 。 圓錐底角 汽車膜片彈簧在自由狀態(tài)時 ，圓錐底角α一般在 15~9 176。范圍內(nèi)，本設(shè)計中? ? ? ?rRHrRH ???? a r c t a n? 得 ?? 176。在 15~9 176。之間，合格。分離指數(shù)常取為18，大尺寸膜片彈簧有取 24的，對于小尺寸膜片彈簧，也有取 12的，本設(shè)計所取分離指數(shù)為 18。 切槽寬度 ~ ?? mm， 10~92 ?? mm，取 31 ?? mm， 102?? mm， er 應(yīng)滿足 2??? err的要求。 壓盤加載點半徑 1R 和支承環(huán)加載點半徑 1r 的確定 1r 應(yīng)略大于且盡量接近 r， 1R 應(yīng)略小于 R 且盡量接近 R。本設(shè)計取 991?R mm， 17 801?r mm。 膜片彈簧應(yīng)用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板制成 ，其碟簧部分的尺寸精度要高。國內(nèi)常用的碟簧材料的為 60SizMnA，當(dāng)量應(yīng)力可取為 1600～ 1700N/mm2。 公差與精度 離合器蓋的膜片彈簧支承處，要具有大的剛度和高的尺寸精度，壓力盤高度（從承壓點到摩擦面的距離）公差要小，支承環(huán)和支承鉚釘安裝尺寸精度要高，耐磨性要好。 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計 （ 1）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的 hH 與初始錐角 ? ?rRH ??? 應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即 ??? hH ? ? ????? rRH? （ 2）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即 ??? rR 100100270 ??? hR （ 3） 為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，推式膜片彈簧的壓盤加載點半徑 1R（或拉式膜片彈簧的壓盤加載點半徑 1r ）應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即 推式： 24/)( 1 DRdD ??? 拉式： 502/80854/)( 1 ?????? DrdD （ 4） 根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求， 1R 與 R ， fr 與 0r 之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即 611 1 ???? RR 600 1 ???? rr 40 0 ??? rrf （ 5） 膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用 ，因此杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即 推式： 111 ???? rR rr f 18 拉式： 111 ???? rR rR f 由（ 4）和（ 5）得 31?fr mm， 300?r mm。 膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系 碟形彈簧的形狀如以錐型墊片，見圖 ，它具有獨特的彈性特征，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)中。膜片 彈簧是具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，在碟簧的小端伸出許多由徑向槽隔開的掛狀部分 —— 分離指。膜片彈簧的彈性特性與尺寸如其碟簧部分的碟形彈簧完全相同（當(dāng)加載點相同時）。因此，碟形彈簧有關(guān)設(shè)計公式對膜片彈簧也適用。通過支承環(huán)和壓盤加在膜片彈簧上的沿圓周分布的載荷，假象集中在支承點處，用 F1表示，加載點間的相對變形（軸向）為λ 1，則壓緊力 F1與變形λ 1之間的關(guān)系式為 : ? ? ? ?? ? ?????? ????????? ?????????????? ???????? ??? 2111111211211 hrR rR2HrR rRHrR r/RIn16 EhF （ ） 式中： E—— 彈性模量，對于鋼， aMPE ?? μ —— 泊松比，對于鋼，μ = H—— 膜片彈簧在自由狀態(tài)時，其碟簧部分的內(nèi)錐高度 h—— 彈簧鋼板厚度 R—— 彈簧自由狀態(tài)時碟簧部分的大端半徑 r—— 彈簧自由狀態(tài)時碟簧部分的小端半徑 R1—— 壓盤加載點半徑 r1—— 支承環(huán)加載點半徑 19 圖 膜片彈簧的尺寸簡圖 表 膜片彈簧彈性特性所用到的系數(shù) R r R1 r1 H h 100 80 99 80 4 2 代入（ ） 得 ? ? 1213111 9 9 31 1 3 055 ???? ???? fF （ ） 對（ ）式求一次導(dǎo)數(shù)，可解出λ 1=F1的凹凸點，求二次導(dǎo)數(shù)可得拐點。 凸點： ?? mm 時， ?F N 凹點： ?? mm 時， ?F N 拐點： ?? mm 時， ?F N 當(dāng)離合器分離時，膜片彈簧加載點發(fā)生變化。設(shè)分離軸承對膜片彈簧指所加 的載荷為 F2，對應(yīng)此載荷作用點的變形為λ 2。由 111 112 FFrr rRF f ????? （ ） 11112 ?? ???? rR rr f （ ） 列出表 : 表 膜片彈簧工作點的數(shù)據(jù) 1? 2? 1F 2F 膜片彈簧工作點位置的選擇。從膜片彈簧的彈性特性曲線圖分析出，該曲線的拐點 H對應(yīng)著膜片彈簧壓平位置，而 ? ? 2111 NMH ??? ?? 。新離合器在接合狀態(tài)時，膜片彈簧工作點 B一般取在凸點 M 和拐點 H 之間，且靠近或在 H點處，一般 ? ? H1B1 ~ ??? ,以保證摩擦片在最大磨損限度Δλ范圍內(nèi)壓緊力從 F1B到 F1A變化不大。當(dāng)分離時，膜片彈簧工作點從 B 變 到 C ，為最大限度地減小踏板力， C 點應(yīng)盡量靠近 N點。為了保 20 證摩擦片磨損后仍能可靠的傳遞傳矩，并考慮摩擦因數(shù)的下降，摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力 AF1 應(yīng)大于或等于新摩擦片時的壓緊力 BF1 ，見圖 。 膜片彈簧的應(yīng)力計算 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）。斷面在 O 點沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱?，故該點的切向應(yīng)力為零， O 點以外的點均存在切向應(yīng)變和切向應(yīng)力?，F(xiàn)選定坐標(biāo)于子午斷面，使坐標(biāo)原點 位于中性點 O。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：