【正文】 臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計(jì) 37 。然而 , 對(duì)離合器從動(dòng)盤式扭振減振器的設(shè)計(jì)和改進(jìn) , 往往都受限于離合器從動(dòng)盤上的有限空間 , 難以達(dá)到對(duì)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系扭振及扭振噪聲控制的較高要求。 （ 13） 限位銷直徑 1d 1d 按結(jié)構(gòu)位置選定，一般 1 12d m m?? ，此處取 11mm。 則 ? ? 176。 。 （ 10） 極限轉(zhuǎn)角 j? 減震器從 轉(zhuǎn)矩 nT 到 轉(zhuǎn)矩 jT ，從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的極限轉(zhuǎn) 角稱為 j? ， ???? 12~32a r c s in20Rlj? （ 56） 。 臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計(jì) 36 減震彈簧預(yù)變形量 1l? ， 103 0 . 1 5 0 . 3 7 72 2 7 . 0 7 6 0 . 0 4 9njTl m mK Z R? ? ? ??? 。 （ 7） 減震彈簧總變形量 l? ， 1 0 2 5 .5 1 3 .7 72 7 2 .0 7Fl m mK? ? ? ?。應(yīng)根據(jù)已選定的減震器扭轉(zhuǎn)剛度 K? 及其分布半徑尺寸0R ，由下式算出，即 20 2 7 2 .0 7100 jKK m mRZ???（ 54） （ 5） 減震彈簧有效圈數(shù) i 4 4 4338 . 3 1 0 4 2 . 3 88 8 1 6 2 7 2 . 0 7cEdi DK ??? ? ???（ 55） ,取 i =3 減震彈簧總?cè)?shù) n, (1 .5 2 ) 3 .8 8 4 .3 8ni? ? ? ? ?，總?cè)?shù) n=4。 中徑 16cD Cd mm??mm；外徑 2 20D D d mm? ? ? 。 1． 減震彈簧尺寸 （ 1） 選擇材料，計(jì)算許用應(yīng)力 根據(jù)《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》 (機(jī)械工業(yè)出版社 )采用 65Mn彈簧鋼絲， 設(shè)彈簧絲直徑 4d mm? , 1620b MPa? ?,? ? 0 .5 8 1 0b M Pa???? 。 1單個(gè)減震彈簧的工作負(fù)荷 F 大小為： 6 2 5 3 .0 6 1 0 2 5 .5 16jFFNZ ?? ? ?。 5． 減震彈簧的位置半徑0R 0R的尺寸應(yīng)盡可能的大些，一般取0 (0. 6 0. 75 ) 2dR ?? ，式中 d 為摩擦片的直徑，結(jié)合02 50d R mm??得0 49R mm?， 則0 2Rd 。 3． 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 T? 由于減震器扭轉(zhuǎn)剛度 k?受結(jié)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，一般可按如下公式初選 ，m ax(0 .0 6 0 .1 7 ) eTT? ??，此處取系數(shù)為 ，則m a x0 .1 7 3 4 .1 7 .eT T N m? ??。 根據(jù)扭轉(zhuǎn)剛度的定義， Tk? ??，則0 21000 jK KZ R? ?（ 52） ，式中 k?為扭轉(zhuǎn)剛度， 。此時(shí)需加在從動(dòng)片上的轉(zhuǎn)矩為0 21000 jT KZ R ??,式中 T為從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂轉(zhuǎn)過(guò) ? 弧度所需要加的轉(zhuǎn)矩， ； K 為每個(gè)減震彈簧的線剛度， N/mm。 也可按下式選取2max01rjgGrTT ii????（ 51） ，式中2G為滿載驅(qū)動(dòng)橋靜載荷， ? 為附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取其為 ； r 為車輪半徑； 0i為主減速比；1gi為變速器一檔傳動(dòng)比。它與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān) ， 一般可取?，則 ??N設(shè)計(jì)減震器時(shí)，需要合理選擇減震器的扭轉(zhuǎn)剛度 k?、摩擦力矩 T?、預(yù)緊力矩nT及剛度級(jí)數(shù)等，以確保系統(tǒng)的性能。兩者都和離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)。現(xiàn)在絕大多數(shù)離合器從動(dòng)盤減震器采用彈簧摩擦式。阻尼元件則可有效的耗散此時(shí)的振動(dòng)能量，因而扭轉(zhuǎn)減震器可有效地降低傳動(dòng)系共振載荷與噪聲。 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： ? ?2 26 hbn FrrrprB ????? （ 44） 式中 n—— 分離指數(shù)目 n=18 br—— 單個(gè)分離指的根部寬 272182 ????? ?? fr rb mm 因此： 推式 ?rB? N/mm2 拉式 ?rB? N/mm2 由于 σrB 是與切向壓應(yīng)力 σtB 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： 推式 ?????? tBrBBj ??? N/mm2 拉式 1 1 34 7 1 965 8 65 4 ?????? tBrBBj ??? N/mm2 分離軸承的載荷計(jì)算 推式 ? ? ? ?? ? 211212 1 1 1 11 11 / 261 () p I n R rE h R r R rF H H hR r R rr Rrr? ? ??? ??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ???? ? ? ??? ? ? ? ? ??? ? 拉式 ? ? ? ?? ? 211212 1 1 1 11 11 / 261 () p I n R rE h R r R rF H H hR r R rr RrR? ? ??? ??? ? ? ???? ? ? ? ? ? ???? ? ? ??? ? ? ? ? ??? ?1242,652N膜片彈簧應(yīng)力 ? ?1 1 1 12 1 1 1 1223 111 2 2pBdrr F E R r hr h R r R r r R rr I nHR Rrr? ? ?? ? ??? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???????????? ??????? ? ? ??? =，其中 22 1 0 .5 2 2()f nrr?? ?? ? ?? 臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計(jì) 32 17 00][ ?? BjBj ?? N/mm2 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。 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。斷面在 O 點(diǎn)沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱悖? O 點(diǎn)以外的點(diǎn)均存在切向應(yīng)變和切向應(yīng)力。 C 點(diǎn) :有 前 面 分 析 ， 單片 S? = ～ ，這里取為 ，則1 2 0 . 9 1 . 8F Z S m m? ? ? ? ? ?，此時(shí)膜片 彈 簧 總 的 變 形 量 為1 3 .8 9 1 .9 5 .6 9 mm? ? ? ?，對(duì)應(yīng)的壓緊力為 ，從特性曲線該點(diǎn)較合適。 將初選的后備系數(shù)由原來(lái)的 調(diào)整為 。 工作位置點(diǎn)確定與后備系數(shù)校核 B點(diǎn)，在離合器處在結(jié)合狀態(tài)時(shí)，膜片彈簧軸向變形量，可在下列范圍內(nèi) 選取 =～ (mm)， 取 1 ? ? ，則 1 4 9 5 4 .4 3 8 0 6 6BFN? ，與最大值 1MF 相差%，雖不太理想，但可以使用。 1F ZS? ?? ， S? 為分離徹底時(shí)每對(duì)摩擦片面之間的間隙，單片式可按 mm? ? ? ，雙片取小一點(diǎn)，約為 。 C點(diǎn)為離合器分離時(shí)膜片彈簧的工作位置。 A 點(diǎn)為摩擦片磨損到極限的位置， A 點(diǎn)處的膜片彈簧工作壓緊力要較 B 點(diǎn)處略高（考慮彈力衰減） 。 在該點(diǎn)要保證 11BFF? ，軸向變形量 1B? 可在下列范圍內(nèi)選?。? H? ?? 。 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì) （ 1）彈簧的 Hh 與初始錐角 ()H Rr? ? ? 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 8 ??? rR 1 0 ??? hR （ 3） 推式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑 1R（ 拉式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑 1r ）應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑 間，即 推式： 24/)( 1 DRdD ??? 拉式： )( 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) 取，即 611 1 ???? RR 610 1 ???? rr 40 ??? fp rr （ 5） 膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用， 杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即 推式： 111 ???? rR rr p 拉式： 111 ???? rR rR p 由（ 4）和（ 5）得 27?fr mm， 0 32r mm? 。 （ 5） 壓盤加載點(diǎn)半徑 1R 和支承環(huán)加載點(diǎn)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。 分離指數(shù)常取為 18，大尺寸膜片彈簧有取 24 的， 本設(shè)計(jì)所取 分離指數(shù)為 18。 （ 3）圓錐底角 汽車膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí) ，圓錐底角α一般在 9 15?? 范圍內(nèi) ， 本設(shè)計(jì)中a r c t a n ( ) ( )HHR R R r? ????得 ? ?? 176。 Rr 常在 ～ 的范圍內(nèi)取值。常用的膜片彈簧板厚為 2～ 4mm，本設(shè)計(jì) .751?hH ，h= ，則 H= 。 1外形幾何尺寸的參數(shù) 臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計(jì) 26 （ 1） 比較 Hh 的選擇 分析式 （ 21） 中載荷與變形之間的函數(shù)關(guān)系可知，當(dāng) 2Hh? 時(shí)， F 為增函數(shù)； 2Hh? 時(shí)， F有 一 極值，而該極值點(diǎn)又恰為拐點(diǎn)； 2Hh? 時(shí)， F 有一極大值和極小值；當(dāng) 2Hh? 時(shí)， F1 極小值在橫坐標(biāo)上 ，見(jiàn)圖 6 。 若 采用乳白鍍 鉻 ， 膜片彈簧許用應(yīng)力可取為 1500～ 1700N/mm2。膜片彈簧 要 進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，要防止膜片內(nèi)緣離開(kāi)，同時(shí)對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理（將彈簧壓平并保持 14~12 小時(shí)）， 對(duì)膜片彈簧的凹表面進(jìn)行噴丸處理，噴丸是 的白口鐵小丸， 提高彈簧的疲勞壽命。 4 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 膜片彈簧 的結(jié)構(gòu)和材料 膜片彈簧使用優(yōu)質(zhì)高精質(zhì)鋼。176。 （ 8）離合器接合的溫升 Wmc??? （ 313） 式中 ,t為壓盤溫升 ,不超過(guò) 10~8 176。 （ 7）為了減少汽車起步過(guò)程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過(guò)高而發(fā)生燒傷 ,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 臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計(jì) 25 ? ?224()WZ D d?????? （ 311） 式中 ,? 為單位摩擦面積滑磨 (J/mm2)； ??? 為其許用 值 (J/mm2)，對(duì)于乘用車：][ ?? J/mm2，對(duì)于最大總質(zhì)量小于 的商用車： ][ ?? J/ 2mm ，對(duì)于最大總質(zhì)量大于 商用車： ][ ?? J/ 2mm ： W 為汽車起步時(shí)離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功（ J），可根據(jù)下式計(jì)算 2 2 22201800e a rgn m rW ii? ??? ????（ 312） 式中， am 為汽車總質(zhì)量 (Kg)； r 為輪胎滾動(dòng)半徑（ m）； gi 為汽車起步時(shí)所用變速器擋位的傳動(dòng)比； 0i 為主減速器傳動(dòng)比； en 為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min，計(jì)算時(shí)乘用車取 2020 r/min，商用車取 1500 r/min。 （ 4）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 02 50d R mm?? （ 39） （ 5）為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過(guò)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 ? ?m a x00224 0 . 2 1 7()eccTTTZ D d?? ? ?? （ 310） 式中， 0cT 為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 ()，可按表 9 選取 經(jīng)檢查 ,合格。 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化 （ 1）摩擦片外徑 D（ mm） 應(yīng)使最大圓周速度 0? 不超過(guò) 65～ 70m/s，即 3m a x0 10 5 3 . 0 1 6 5 7 060enD mmss????? ? ? ?（ 38） 式中， 0? 為摩擦片最大圓周速度（ m/s） ； maxen 為發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速 (r/min)。 2） 取 1 ()2e O iR R R??時(shí)， p = 。 maxeeTp ZR A? ?? 已知， ? =， Z =2， ? =， D=225 mm， d=150mm， h =，單位面積為 221mm。 單位壓力 p 的確定 表 8摩擦片單位壓力的取值范圍 摩擦片材料 單位壓力 p /MPa 石棉基材料 模壓 ~ 編織 ~ 粉末冶金材料 模壓 ~ 編織 金屬陶瓷材料 ~ 確定單位壓力 p 的時(shí)候，應(yīng)從考慮 材料耐壓強(qiáng)度 和 耐磨性，影響其磨損的直接物理量是 ?p （ ? 為摩擦片與壓盤間的相對(duì)速度），在保證離合器的可靠使用性能的前提下，應(yīng)盡可能的選擇較小的 p 值，以利于提高離合器的壽命。 摩擦片的摩擦因數(shù) ? 表 7 摩擦材料的摩擦因 數(shù)的取值范圍 摩擦材料 摩擦因數(shù) ? 臨沂大學(xué)本科專業(yè)職業(yè)生涯設(shè)計(jì) 23 石棉基材料 模壓 ～ 編織 ～ 粉