【導(dǎo)讀】傳動(dòng)系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載。膜片彈簧離合器是近年來(lái)在。輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對(duì)于它的研究已經(jīng)變得越來(lái)越重要。法，把離合器分為主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、操縱機(jī)構(gòu)。通過(guò)對(duì)各個(gè)部分設(shè)計(jì)方案。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(jì)步驟和要求，主要。備系數(shù)β的確定，單位壓力P的確定。并進(jìn)行了總成設(shè)計(jì)主要為：分離裝置的。設(shè)計(jì)，以及從動(dòng)盤設(shè)計(jì)和膜片彈簧設(shè)計(jì)等。

　　

【正文】 ??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： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 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(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 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(diǎn)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(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。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 35 8 飛輪的設(shè)計(jì) 飛輪總成 （ Flywheel assembly ）一般由飛輪、齒圈、離合器定位銷、軸承等組成，部分產(chǎn)品軸承用花鍵代替。 現(xiàn)在隨著汽車行業(yè)的不斷鉆研擴(kuò)展，發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪已演變出實(shí)用的好多類型，如雙質(zhì)量減震飛輪（主要用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）， 45鍛鋼輕質(zhì)量飛輪，鋁合金 T6飛輪，輕質(zhì)量飛輪主要用于賽車和特殊愛(ài)好者使用，安裝這種飛輪以后，發(fā)動(dòng)機(jī)加速快，缺點(diǎn)是收油門后減速也快。 材質(zhì)：一般使用鑄鐵 ： HT200 HT250 ；球鐵： QT450 QT600 QT5007 等，國(guó)外也有用 45號(hào)鋼制作的飛輪。 灰鑄鐵的力學(xué)性能與基體的組織和石墨的形態(tài)有關(guān)?；诣T鐵中的片狀石墨對(duì)基體的割裂嚴(yán)重，在石墨尖 角處易造成應(yīng)力集中，使灰鑄鐵的抗拉 強(qiáng)度 、塑性和韌性遠(yuǎn)低于鋼，但抗壓強(qiáng)度與鋼相當(dāng)，也是常用 鑄鐵件 中力學(xué)性能最差的鑄鐵。同時(shí)，基體組織對(duì)灰鑄鐵的力學(xué)性能也有一定的影響，鐵素體基體灰鑄鐵的 石墨片 粗大，強(qiáng)度和 硬度 最低，故應(yīng)用較少；珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細(xì)小，有較高的強(qiáng)度和硬度，主要用來(lái)制造較重要 鑄件 ；鐵素體一珠光體基體灰鑄鐵的石墨片較珠光體灰鑄鐵稍粗大，性 能不如珠光體灰鑄鐵 。 飛輪 (Flywheel)裝置在曲柄的軸的一端，是鑄鐵制造較重的輪盤，在爆發(fā)沖程傳遞回轉(zhuǎn)力，由飛輪一時(shí)吸收儲(chǔ)蓄，供給下一次動(dòng)力沖程，能使曲柄軸圓滑的回轉(zhuǎn)作用，外環(huán)的齒圈可供起時(shí)搖轉(zhuǎn)引擎之用，背面與離合器片接觸，成為離合器總成的主件 飛輪是發(fā)動(dòng)機(jī)在曲軸后端的較大的圓盤狀的零件，它具有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，具有以下功能：將發(fā)動(dòng)機(jī)作功形成的部分能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，以克服其他形成的阻力，使曲軸均勻旋轉(zhuǎn)。通過(guò)安裝在飛輪上的離合器，把發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車傳動(dòng)系統(tǒng)連接起來(lái)。 裝有與起動(dòng)機(jī)結(jié)合的齒圈，便于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。 驅(qū)動(dòng)盤，也是飛輪的一種，材質(zhì)用 45號(hào)鋼沖壓成型，再壓制齒圈。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 36 飛輪是一個(gè)延著固定軸旋轉(zhuǎn)的輪子或圓盤，能量以 旋轉(zhuǎn)動(dòng)能 的方式儲(chǔ)存在轉(zhuǎn)子 中： 212kEI?? ? ? 其中 ω 是 角速度 I 是 質(zhì)量 相對(duì)軸心的 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是物體抵抗 力矩 的能力，給予一定力矩，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大的物體轉(zhuǎn)速越低。 固體圓柱的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 212I mr? , 若是薄壁空心圓柱，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 2I mr? , 若是厚壁空心圓柱，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量則為 22121 ()2I m r r??. 其中 m 表示質(zhì)量， r 表示半徑，在 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量列表 中可以找到更多的信息。在使用 國(guó)際單位制 計(jì)算時(shí)，質(zhì)量、半徑及角速度的單位分別是公斤、米，弧度/秒，所得到的結(jié)果會(huì)是 焦耳 。 由于飛輪可儲(chǔ)存的能量是和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比，因此在設(shè)計(jì)飛輪時(shí)，會(huì)盡量在不變動(dòng)質(zhì)量的條件下，去增加其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，例如說(shuō)中間摟空將，質(zhì)量集中在飛輪的外圍等作法。 在利用飛輪儲(chǔ)存能量時(shí)，還需要考慮在轉(zhuǎn)子不變形或斷裂的前提下，飛輪可儲(chǔ)存的能量上限，轉(zhuǎn)子的 環(huán)向應(yīng)力 （ hoop stress）是主要的考量因素： 22t r? ? ?? 其中： ? t 是轉(zhuǎn)子外圈所受到的張應(yīng)力 ρ 是轉(zhuǎn)子的密度 r 是轉(zhuǎn)子的半徑 ω 是轉(zhuǎn)子的 角速度 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 37 飛輪設(shè)計(jì)摘要 圖示為某一機(jī)械在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，其等效構(gòu)件在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)周期內(nèi)所受等效驅(qū)動(dòng)力矩 與等效阻力矩 的變化曲線。 由圖（ b）可得，該機(jī)械系統(tǒng)在 b 點(diǎn)處具有 ，對(duì)應(yīng)于最大的虧功 ，其值等于（ f1）；而在 c點(diǎn)，具有 ，對(duì)應(yīng)于最大的盈功 ，其值等于f2與（ f1）之和。 用 表示最大盈虧功，則 ???? ????? dMMWW Cb rd1 )(m inm a x 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 38 當(dāng) b??? 時(shí) , min??? 。當(dāng) c??? 時(shí) , max??? ，飛輪的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 FJ ，則根據(jù)動(dòng)能定理可得 [? ]= ???? 2m2m i n2m z xm i nm a x )(21 FF JJJJEE ???????? ））（（ 所以 ))(][ 2mFJJ ??? ?? 設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿足 δ ≤ [δ ]即 ][)( ][ 2 ???? ???mFJJ 所以 FJ 2][m??? ][?J 其中 J 為系統(tǒng)中除飛輪以外其它運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 若 FJJ?? ，則 FJ 2][m??? ][? 若用平均轉(zhuǎn)速 n(r/min)取代平均角速度 ω m，則有 JF? 900 22/ nm?? ? 上式中，當(dāng) 與 n 一定時(shí)，加大 ， [δ ]下降，起到減小機(jī)械速度波動(dòng)的作用，達(dá)到調(diào)速的目的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 39 飛 輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量核算 圖 飛輪尺寸參數(shù) 通常，在計(jì)算圓形規(guī)則物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，我們可以將其劃分為若干塊，以此計(jì)算其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 更具具體要求，本次設(shè)計(jì)的飛輪可以劃分為四部分，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 40 1J , 2J , 3J , 4J 飛輪材料為 HT250，密度 8g/ 3m J=m/2?( 2221 RR ? ). J= 1J + 2J + 3J + 4J J=+ ++ J=計(jì)算結(jié)果略 . 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 41 總結(jié) 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。 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。 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。 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)指正。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 42 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)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。孫老師詳細(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，在這里謝謝孫書(shū)明老師的指導(dǎo)。 感謝孫老師給我指出圖紙的錯(cuò)誤，感謝孫老師給我指明 設(shè)計(jì)工作的側(cè)重方向。同時(shí)感謝大學(xué)四年教我們的老師。 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) 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 43 【 參 考 文 獻(xiàn) 】 [1] 徐石安 ,江發(fā)潮 .汽車離合器 [M].清華大學(xué)出版社 .2021. 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