【正文】 rR rR f （ ） 由此可得 34?fr mm， 320?r mm。 膜片彈簧強(qiáng)度計(jì)算 Fλ圖 碟形彈簧的形狀如以錐型墊片，它具有獨(dú)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(kāi)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(diǎn)相同時(shí)）。因此，碟形彈簧有關(guān)設(shè)計(jì)公式對(duì)膜片彈簧也適用。通過(guò)支承環(huán)和壓盤(pán)加在膜片彈簧上的沿圓周分布的載荷，假象集中在支承點(diǎn)處，用 F1表示，加載點(diǎn)間的相對(duì)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(duì)于鋼， aMPE ?? μ —— 泊松比，對(duì)于鋼，μ = H—— 膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，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(shí)碟簧部分的大端半徑 r—— 彈簧自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的小端半徑 R1—— 壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑 r1—— 支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 表 R r R1 r1 H h 128 102 126 104 6 3 代入（ ） 得 ? ? 1213111 6 4 8 0 ???? ???? fF （ ） 對(duì)（ ）式求一次導(dǎo)數(shù)，可解出λ 1=F1的凹凸點(diǎn)，求二次導(dǎo)數(shù)可得拐點(diǎn)。 凸點(diǎn)： 31 ?? mm時(shí) ， ?F N ******大學(xué) ****專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 26 凹點(diǎn)： ?? mm時(shí)， ?F N 拐點(diǎn)： ?? mm時(shí)， ?F N 當(dāng)離合器分離時(shí)，膜片彈簧加載點(diǎn)發(fā)生變化。設(shè)分離軸承對(duì)膜片彈簧指所加 的載荷為 F2，對(duì)應(yīng)此載荷作用點(diǎn)的變形為λ 2。由 112 ????? Frr rRF f （ ） 11112 ?? ???? rR rr f （ ） 膜片彈簧工作點(diǎn)的數(shù)據(jù) 1? 3 2? 1F 2F 應(yīng)力計(jì)算 假定膜片彈簧在承載過(guò)程中其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點(diǎn) O 轉(zhuǎn)動(dòng)（圖 ）。斷面在 O 點(diǎn)沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱?，故該點(diǎn)的切向應(yīng)力為零， O點(diǎn)以外的點(diǎn)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(diǎn)位于中性點(diǎn) 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(diǎn)的切向應(yīng)力為： ******大學(xué) ****專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 27 ? ?xe y2/x1 E 2t ? ??????????? （ ） 式中 φ —— 碟簧部分子午斷面的轉(zhuǎn)角（從自由狀態(tài)算起） α —— 碟簧部分子有狀態(tài)時(shí)的圓錐底角 e —— 碟簧部分子午斷面內(nèi)中性點(diǎn)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(xiě)成 Y與 X 軸的 關(guān)系式 ： ? ? ? ????????????????? ?????????? ???? E e1XE12Y t2t2t （ ） 圖 切向應(yīng)力在子午斷面的分布 由上式可知，當(dāng)膜片彈簧變形位置 φ 一定時(shí)，一定的切向應(yīng)力 α t在 XY坐標(biāo)系里呈線性分布。 當(dāng) 0t ?? 時(shí) X)2(Y ???? ，因?yàn)?)2( ??? 的值很小，我們可以將 )2( ??? 看成)2(tg ??? ，由上式可寫(xiě)成 X)2(tgY ???? 。此式表明，對(duì)于一定的零應(yīng)力分布在中性點(diǎn) O而與 X軸承 )2( ??? 角的直線上。從式（ ）可以看出當(dāng) eX ?? 時(shí)無(wú)論取任何值，都有 e)2(Y ????? 。顯然，零應(yīng)力直線為 K點(diǎn)與 O點(diǎn)的連線，在零應(yīng)力直線內(nèi)側(cè)為壓應(yīng)力區(qū)，外側(cè)位拉應(yīng)力區(qū)，等應(yīng)力直線離應(yīng)力直線越遠(yuǎn)，其應(yīng)力越高。由此可知，碟簧部分內(nèi)緣點(diǎn) B處切向壓應(yīng)力最大， A處切向拉應(yīng)力最大，分析表明， B點(diǎn)的切向應(yīng)力最大，計(jì)算膜片彈簧的應(yīng)力只需校核 B處應(yīng)力就可以了，將 B點(diǎn)的坐標(biāo) X=（ er）和 Y=h/2 代入（ ）式有： ? ? ? ? }222{1 22 ???? ??????? ???????? hdrereretB （ ） ******大學(xué) ****專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 28 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： )104/128ln( 102128)ln( ????? rR rRemm 所以： ?P? ， 2365?tB? N/mm2 B點(diǎn)作為分離指根部的一點(diǎn)，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(gè)分離指的根部寬 322182 0 ????? ?? rb r mm 因此： ?rB? N/mm2 由于 σ rB是與切向壓應(yīng)力 σ 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(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為： ?????? tBrBBj ??? N/mm2 1700][ ?? BjBj ?? N/mm2 膜片彈簧的設(shè)計(jì)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(guò)以下工藝：先對(duì)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(duì)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(duì)膜片彈簧的凹表面進(jìn)行噴丸處理，提高彈簧疲勞壽命，對(duì)分離指進(jìn)行局部高頻淬火或鍍鋁，以提高其耐磨性。 故膜片彈簧和當(dāng)量應(yīng)力不超出允許應(yīng)力范圍，所以用設(shè)數(shù)據(jù)合適。 8 扭轉(zhuǎn)減震器設(shè)計(jì)（不作要求） 9 離合器殼設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中 ,由于不知道發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸 ,飛輪等零件的尺寸 ,因而只有本設(shè)計(jì)計(jì)算出的壓盤(pán)以及該離合 器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和以往經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。該離合器殼采用灰鑄鐵鑄造而成，離合器外殼底蓋的尺寸的確定也是根據(jù)壓盤(pán)的尺寸來(lái)確定的，該零件的工作******大學(xué) ****專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 29 圖參見(jiàn)設(shè)計(jì)圖。該離合器蓋外殼底蓋采用厚為 ㎜的 08鋼板材料沖壓而成 ,再在表面圖防銹漆。 ******大學(xué) ****專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 30 結(jié) 論 本次課程設(shè)計(jì)根據(jù)給出的設(shè)計(jì)要求和原始設(shè)計(jì)參數(shù)，以及拉式膜片彈簧離合器及其操縱機(jī)構(gòu)的工作原理和使用要求，通過(guò)對(duì)其工作原理的闡述、結(jié)構(gòu)方案的比較和選擇、相關(guān)零件參數(shù)的計(jì)算，大致確定了離合器及其操縱機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和主要尺寸以及制造 相關(guān)零部件所用的材料。 結(jié)構(gòu)方面：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，考慮到使用條件和其顯著的優(yōu)點(diǎn)，選用帶扭轉(zhuǎn)減振器的單片拉式膜片彈簧離合器，壓盤(pán)驅(qū)動(dòng)方式采用傳動(dòng)片傳動(dòng)，分離軸承采用自動(dòng)調(diào)心式分離軸承，操縱機(jī)構(gòu)采用液壓式。 計(jì)算方面：確定了離合器的主要參數(shù) β 、 P0、 D、 d，結(jié)果按照基本公式運(yùn)算得出并通過(guò)約束條件，檢驗(yàn)合格。根據(jù)膜片彈簧基本參數(shù)之間的約束關(guān)系，初步確定了膜片彈簧的尺寸參數(shù)，并通過(guò)優(yōu)化程序得出了膜片彈簧尺寸的優(yōu)化值，并進(jìn)一步確定了膜片彈簧的工作點(diǎn)，同時(shí)進(jìn)行了強(qiáng)度校核。 選材方面：摩擦片選用編織石棉基材料，保證其有足夠 的強(qiáng)度和耐磨性、熱穩(wěn)定性、磨合性，不會(huì)發(fā)生粘著現(xiàn)象。膜片彈簧采用 65Si2MnA，其中所含硅成分提高了機(jī)件的彈性，所含錳，加強(qiáng)了耐高溫性；傳動(dòng)片采用 80剛，滿足其強(qiáng)度需要；壓盤(pán)采用 HT200，提高了耐磨性；離合器蓋從用鑄鐵，提高了散熱能力；設(shè)計(jì)后的離合器溫升校核合格。 綜上所述，本次設(shè)計(jì)遵從了：（ 1）分離徹底；（ 2）接合柔和；（ 3）操縱輕便，工作特征穩(wěn)定；（ 4）從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，數(shù)據(jù)全部通過(guò)約束條件檢驗(yàn)，原件所使用的材料基本上符合耐磨，耐壓和耐高溫的要求，而且離合器尺寸合適，適宜安裝，能最高效率 傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，符合計(jì)劃書(shū)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 由于自己的水平有限，本次設(shè)計(jì)中可能有很多錯(cuò)誤和遺漏，希望各位老師批評(píng)******大學(xué) ****專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 指正。 參 考 文 獻(xiàn) ******大學(xué) ****專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 32 [1] 徐石安 ,江發(fā)潮 .汽車離合器 [M].清華大學(xué)出版社 .2022. 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[10]譚慶昌，趙洪志 .機(jī)械設(shè)計(jì) [M].高等教育出版社 .2022. 致 謝 本次課程設(shè)計(jì)，開(kāi)始自己也不知道該怎么動(dòng)手，就在網(wǎng)上找了一些離合器 設(shè)計(jì)******大學(xué) ****專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 33 的相關(guān)資料和模板，再開(kāi)始設(shè)計(jì)自己車型的離合器。在畫(huà)圖室 王元良等 老師詳細(xì)的給我們講解了離 合器的結(jié)構(gòu)和工作原理，還指出我們圖紙上的一些錯(cuò)誤，在這里謝謝 老師的指導(dǎo)。 在離合器的數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)，有些地方不是很清楚，又和同學(xué)們一起討論，很多同學(xué)細(xì)心的給我講解。在這里，一并感謝。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)自己理論知識(shí)的缺乏、繪圖軟件使用不熟練等問(wèn)題。在之后的時(shí)間里應(yīng)該加強(qiáng)基本理論知識(shí)和繪圖軟件的學(xué)習(xí)，并且把理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，使所學(xué)的東西能真正運(yùn)用出來(lái)。只要自己認(rèn)真做，沒(méi)有什么不可能完成的任務(wù)，這次課程設(shè)計(jì)也為我們的 畢業(yè)設(shè)計(jì)做了很好的準(zhǔn)備。 ******大學(xué) ****專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 34 ******大學(xué) ****專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 35