【導讀】傳動系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系統(tǒng)過載。膜片彈簧離合器是近年來在。輕便，平衡性好，也能大量生產(chǎn)，對于它的研究已經(jīng)變得越來越重要。法，把離合器分為主動部分、從動部分、操縱機構。通過對各個部分設計方案。根據(jù)車輛使用條件和車輛參數(shù)，按照離合器系統(tǒng)的設計步驟和要求，主要。備系數(shù)β的確定，單位壓力P的確定。并進行了總成設計主要為：分離裝置的。設計，以及從動盤設計和膜片彈簧設計等。

　　

【正文】 內(nèi)側為壓應力區(qū)，外側位拉應力區(qū)，等應力直線離應力直線越遠，其應力越高。由此可知，碟簧部分內(nèi)緣點 B 處切向壓應力最大， A處切向拉應力最大，分析表明， B點的切向應力最大，計算膜片彈簧的應力只需校核 B 處應力就可以了，將 B 點的坐標 X=（ er）和 Y=h/2 代入（ ）式有： ? ? }2)(2{1 E 22 ????? ??????? ???????? hrerertB 令 0d Bd t ???可以求出切向壓應力達極大值的 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 是與切向壓應力? tB 垂直的拉應力，所以根據(jù)最大剪應力強度理 33 西華大學畢業(yè)設計說 明書 論， B 點的當量應力為： 2 1 0 4 ?????? tBrBBj ??? N/mm2 1700][ ?? BjBj ?? N/mm2 膜片彈簧的設計應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，對膜片彈簧進行強壓處理（將彈簧壓平并保持 12～ 14h），使其高應力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應力，對膜片彈簧的凹 表面進行噴丸處理，提高彈簧疲勞壽命，對分離指進行局部高頻淬火或鍍鋁，以提高其耐磨性。 故膜片彈簧和當量應力不超出允許應力范圍，所以用設數(shù)據(jù)合適。 34 西華大學畢業(yè)設計說 明書 8 飛輪的設計 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)的不斷鉆研擴展，發(fā)動機飛輪已演變出實用的好多類型，如雙質(zhì)量減震飛輪（主要用于柴油發(fā)動機）， 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 愛好者使用，安裝這種飛輪以后，發(fā)動機加速快，缺點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，國外也有用 45號鋼制作的飛輪。 灰鑄鐵的力學性能與基體的組織和石墨的形態(tài)有關?；诣T鐵中的片狀石墨對基體的割裂嚴重，在石墨尖角處易造成應力集中，使灰鑄鐵的抗拉 強度 、塑性和韌性遠低于鋼，但抗壓強度與鋼相當 ，也是常用 鑄鐵件 中力學性能最差的鑄鐵。同時，基體組織對灰鑄鐵的力學性能也有一定的影響，鐵素體基體灰鑄鐵的 石墨片 粗大，強度和 硬度 最低，故應用較少；珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細小，有較高的強度和硬度，主要用來制造較重要 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，由飛輪一時吸收儲蓄，供給下一次動力沖程，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)動機在曲軸后端的較大的圓盤狀的零件，它具有較大的轉(zhuǎn)動慣量，具有以下功能：將發(fā)動機作功形成的部分能量儲存起來，以克服其他形成的阻力，使曲軸均勻旋轉(zhuǎn)。通過安裝在飛輪上的離合器，把發(fā)動機和汽車傳動系統(tǒng)連接起來。裝有與起動機結合的齒圈，便于發(fā)動機啟動。 驅(qū)動盤，也是飛輪的一種，材質(zhì)用 45號鋼沖壓成型，再壓制齒圈。 飛輪是一個延著固定軸旋轉(zhuǎn)的輪子或圓盤，能量以 旋轉(zhuǎn)動能 的方式儲存在 轉(zhuǎn)子中： 35 西華大學畢業(yè)設計說 明書 212kEI?? ? ? 其中 ω 是 角速度 I 是 質(zhì)量 相對軸心的 轉(zhuǎn)動慣量 ，轉(zhuǎn)動慣量是物體抵抗 力矩 的能力，給予一定力矩，轉(zhuǎn)動慣量越大的物體轉(zhuǎn)速越低。 固體圓柱的轉(zhuǎn)動慣量為 212I mr?, 若是薄壁空心圓柱，轉(zhuǎn)動慣量為 2I mr? , 若是厚壁空心圓柱，轉(zhuǎn)動慣量則為 22121 ()2I m r r??. 其中 m 表示質(zhì)量， r 表示半徑，在 轉(zhuǎn)動慣量列表 中可以找到更多的信息。在使用 國際單位制 計算時，質(zhì)量、半徑及角速度的單位分別是公斤、米，弧度/秒，所得到的結果會是 焦耳 。 由于飛輪可儲存的能量是和轉(zhuǎn)動慣量成正比，因此在設計飛輪時，會盡量在不變動質(zhì)量的條件下，去增加其轉(zhuǎn)動慣量，例如說中間摟空將，質(zhì)量集中在飛輪的外圍等作法。 在利用飛輪儲存能量時，還需要考慮在轉(zhuǎn)子不變形或斷裂的前提下，飛輪可儲存的能量上限，轉(zhuǎn)子的 環(huán)向應力 （ 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 飛輪設計摘要 圖示為某一機械在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)過程中，其等效構件在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的一個周期內(nèi)所受等效驅(qū)動力矩 )(?dM 與等效阻力矩 )(?rM 的變化曲線。 36 西華大學畢業(yè)設計說 明書 圖 飛輪驅(qū)動力矩與等效力矩變化曲線圖 由圖（ b）可得，該機械系統(tǒng)在 b 點處具有 ，對應于最大的虧功 ，其值等于（ f1）；而在 c點，具有 ，對應于最大的盈功 ，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 當 b??? 時 , min??? 。當 c??? 時 , max??? ，飛輪的等效轉(zhuǎn)動慣量為 FJ ，則根據(jù)動能定理可 [? ]= ???? 2m2m i n2m z xm i nm a x )(21 FF JJJJEE ???????? ））（（ 所以 ))/(][ 2mFJJ ??? ?? 設計時，應滿足 δ ≤ [δ ]即 37 西華大學畢業(yè)設計說 明書 ][)( ][ 2 ???? ???mFJJ 所以 FJ2][ m??? J?][? 其中 J 為系統(tǒng)中除飛輪以外其它運動構件的等效轉(zhuǎn)動慣量。 若 FJJ?? ，則 FJ2][ m??? ][? 若用平均轉(zhuǎn)速 n(r/min)取代平均角速度 ω m，則有 FJ ? 900 22/ nm?? ? 上式中，當 [? ]與 n 一定時，加大 FJ ， [δ ]下降，起到減小機械速度波動的作用，達到調(diào)速的目的。 38 西華大學畢業(yè)設計說 明書 飛 輪的轉(zhuǎn)動慣量核算 圖 飛輪尺寸參數(shù) 通常，在計算圓形規(guī)則物體的轉(zhuǎn)動慣量時，我們可以將其劃分為若干塊，以此 計算其轉(zhuǎn)動慣量。 飛輪結構如上圖 ： 根據(jù) 具體要求，本次設計的飛輪可以劃分為四部分，轉(zhuǎn)動慣量分別為 39 西華大學畢業(yè)設計說 明書 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=計算過程 略 40 西華大學畢業(yè)設計說 明書 總結 本次課程設計根據(jù)給出的設計要求和原始設計參數(shù)，以及拉式膜片彈簧離合器及其操縱機構的工作原理和使用要求，通過對其工作原理的闡述、結構方案的比較和選擇、相關零件參 數(shù)的計算，大致確定了離合器及其操縱機構的基本結構和主要尺寸以及制造相關零部件所用的材料。 結構方面：根據(jù)設計要求，考慮到使用條件和其顯著的優(yōu)點，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)動方式采用傳動片傳動，分離軸承采用自動調(diào)心式分離軸承，操縱機構采用液壓式。 選材方面：摩擦片選用編織石棉基材料，保證其有足夠的強度和耐磨性、熱穩(wěn)定性、磨合性，不會發(fā)生粘著現(xiàn)象。膜片彈簧采用 60Si2MnA，其中所含硅成分提高了機件的彈性，所含錳，加強了耐高溫性；傳動片采用 80 剛，滿足其強度需要；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；設計后的離合器溫升校核合格。 計算方面：確定了離合器的主要參數(shù)β、 P0、 D、 d，結果按照基本公式運算得出并通過約束條件，檢驗合格。根據(jù)膜片彈簧基本參數(shù)之間的約束關系，初步確定了膜片彈簧的尺寸參數(shù)，并通過優(yōu)化程序得出了膜片彈簧尺寸的優(yōu)化值，并進一步確定了膜片彈簧的工作點，同時進行了強度校核。 綜上所述，本次設計遵從了：（ 1）分離徹底；（ 2）接合柔和；（ 3）操縱輕便，工作特征穩(wěn)定；（ 4）從動部分轉(zhuǎn)動慣量小的設計要點，數(shù)據(jù)全部通過約束條件檢驗，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)動機扭矩，符合計劃書及國家標準。 由于自己的水平有限，本次設計中可能有很多錯誤和遺漏，希望各位老師批評指正。 41 西華大學畢業(yè)設計說 明書 致 謝 本次課程設計，開始自己也不知道該怎么動手，就在網(wǎng)上找了一些離合器設計的相關資料和模板，再開始設計自己車型的離合器。孫老師詳細的給我們講解了離合器的結構和工作原理，還指出我們圖紙上的一些錯誤，在這里謝謝孫書明老師的指導。 感謝孫老師給我指出圖紙的錯誤，感謝孫老師給我指明 設計工作的側重方向。同時感謝大學四年教我 們的老師。 通過這次課程設計，我發(fā)現(xiàn)自己理論知識的缺乏、繪圖軟件使用不熟練等問題。在之后的時間里應該加強基本理論知識和繪圖軟件的學習，并且把理論知識運用到實踐中，使所學的東西能真正運用出來。只要自己認真做，沒有什么不可能完成的任務 。 42 西華大學畢業(yè)設計說 明書 【 參 考 文 獻 】 [1]徐石安 ,江發(fā)潮 .汽車離合器 [M].清華大學出版社 .2021. [2]陳家瑞 .汽車構造 [M]. 機械工業(yè)出版社 .2021. [3]濮良貴 .機械設計 .西北工業(yè)大學機械原理及零件教研室 [4]朱凱 .機械設計實戰(zhàn)訓 練 .人民郵電出版社 [5]機械設計手冊編委會 .機械設計手冊 [M].機械工業(yè)出版社 .2021. [6]張云杰 .Ugnx3機械設計 .北京希望電子出版社 [7]劉惟信 .機械最優(yōu)化設計（第二版） [M].清華大學出版社， 1994. [8]余仁義 ,梁濤 .汽車離合器操縱機構的設計 [J].專用汽車 .2021. [9]禇祥元 .汽車離合器膜片彈簧的優(yōu)化設計 [J].輕型汽車技術 .2021. [10]UG零件設計技術與實踐 .電子工業(yè)出版社 [11]汽車配件實用手冊 .傷害交通大學出版社 [12]曾正明 .實用緊固件便查手冊 .中國電力 出版社 [13]王望予 .汽車設計 [M]. 機械工業(yè)出版社 .2021. [14]劉惟信 .汽車設計 [M].清華大學出版社 .2021. [15]機械設計手冊編委會 .機械設計手冊 [M].機械工業(yè)出版社 .2021. [16]張毅，潘可耕，劉紅波 .離合器及機械變速器 [M].化學工業(yè)出版社 .2021. [17]譚慶昌，趙洪志 .機械設計 [M].高等教育出版社 .2021. [18]張則曹 汽車構造圖冊（發(fā)動機）北京：人民交通出版社， 2021 [19]馮晉祥 汽車發(fā)動機構造與維修 北京：人民交通出版社， 2021 [20]蔡興旺 汽車構造與原理 北京：機械工業(yè)出版社， 2021