【正文】 設(shè)減震彈簧分布在半徑為 0R 的圓周上，當(dāng)從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂轉(zhuǎn)過 ? ?rad?時(shí)，彈簧相應(yīng)變形量為 0R ? 。 2． 扭轉(zhuǎn)角剛度 ?k 為了避免引起傳動(dòng)系的共振，要合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)角剛度 ?k ，使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)常用的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。 本設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)的是乘用車，故系數(shù)選取 ，故而計(jì)算得 m a x ??????? ej 試驗(yàn)表明，當(dāng)減振器傳遞的極限轉(zhuǎn)矩 j? 與汽車后驅(qū)動(dòng)輪的最大附著力矩max?? 相等時(shí)，傳動(dòng)系的動(dòng)載荷為最小；若 max????j ，系統(tǒng)將會(huì)產(chǎn)生沖擊載荷；若 max????j ，則會(huì)增大減振器的角剛度，使傳動(dòng)系動(dòng)載荷有所增大。它受限于減振彈簧的許用應(yīng)力等因素，與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可取 ? ? m ~ ej ??? 其設(shè)計(jì)參數(shù)還包括極限轉(zhuǎn)矩 j? 、預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 n? 和極限轉(zhuǎn)角 j? 等。 在扭轉(zhuǎn)減震器中，也有采用橡膠代替螺旋彈簧作為彈性元件，以液體阻尼器代替干摩擦阻尼的新結(jié)構(gòu) [18]。此時(shí)可得到兩級(jí)非線性特性，第一級(jí)的剛度很小，稱為怠速級(jí)；第二級(jí)的剛度較大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)為柴油機(jī)時(shí)，由于怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)不均勻度較大，常引起變速器常嚙合齒輪間的敲擊，從而產(chǎn)生令人厭煩的變速器怠速噪聲。 扭轉(zhuǎn)減振器具有線性和非線性兩種特性。 3) 控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)離合器與變速器軸系的扭振，消減變速器怠速噪聲和主減速器與變速器的扭振及噪聲。因此，扭轉(zhuǎn)減震器具有如下功能： 1) 降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動(dòng)系扭振固有頻率。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 8章 扭轉(zhuǎn)減震器設(shè)計(jì) 扭轉(zhuǎn)減震器概述 扭轉(zhuǎn)減震器主要由彈性元件（減震彈簧或橡膠）和阻尼元件（阻尼片）等組成。 12）在離合器裝配誤差范圍內(nèi)引起的彈簧壓緊力的相對(duì)偏差，也不得超過某畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 一范圍，即 11 ??BBFF max tAtA ?? ? 或 ? ?tAtA ?? ?max 11）彈簧在制造過程中，由于其主要尺寸參數(shù) H、 h、 R和 r都存在加工誤差，對(duì)彈簧的壓緊力有一定的影響。tA?（或 maxtA? ）應(yīng)不超過其相應(yīng)的許用值，即 ? ?39。（ 7－ 5） 6）為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，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徑之間，即 ? ? 2/4/ 1 DrdD ??? 7）根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求， 1R 與 R ， 1r 與 r ， fr 與 0r 之 差應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即 71 1 ??? RR 60 1 ??? rr 40 0 ??? rrf 8）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此其杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即 111 ???? rR rR f 9）彈簧在工作過程中， B點(diǎn)的最大壓應(yīng)力 maxtB? 應(yīng)不超過其許用值，即 ? ?tBtB ?? ?max 10)彈簧在工作過程中， 39。（ 7－ 4） 3）為了保證摩擦片磨損后離合器仍能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，并考慮到摩擦因數(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(shí)的壓緊力BF1 ，即 ?AF1 BF1 4）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的 hH/ 與初始底錐角? ?rRH ?? /? 應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即 ?? hH ? ? ?? ???? 15/9 rRH? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 5）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即 ?? rR 100/270 ?? hR ?? rR （ 7－ 1） 式中， 1? 和 2? 分別為兩個(gè)目標(biāo)函數(shù) ? ?Xf1 和 ? ?Xf2 的加權(quán)因子，視設(shè)計(jì)要求選定。 為了既保證離合器使用過程中傳遞轉(zhuǎn)矩的穩(wěn)定性，又不致嚴(yán)重過載，且能保證操縱省力，選取 5）作為目標(biāo)函數(shù)，通過兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)分配不同的權(quán)重來協(xié)調(diào)它們之間的矛盾，并用轉(zhuǎn)換函數(shù)將兩個(gè)目標(biāo)合成一個(gè)目標(biāo)，構(gòu)成統(tǒng)一的總目標(biāo)函數(shù)，則 ? ? ? ? ? ?XfXfXf 2211 ?? ?? 4) 在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕 對(duì)值的平均值為最小。 2) 在從動(dòng)盤摩擦片磨損前后，彈簧壓緊力之差的絕對(duì)值為最小。 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì) 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)就是要確定一組彈簧的基本參數(shù)，使其彈性特性滿足離合器的使用性能要求，而且彈簧也滿足設(shè)計(jì)要求，以達(dá)到最佳的綜合效果 [17]。國內(nèi)常用的碟簧材料為 MnASi260 ，當(dāng)量應(yīng)力可取為2/1700~1600 mmN 。本設(shè)計(jì)取1091?R mm ， 911?r mm 。 表 一些車型膜片彈簧的分離指數(shù)目 n 、切槽寬 1? 、窗孔槽寬 2? 及半徑 ?r 車型 n ? ?mm1? ? ?mm2? ? ?mmrr ?? 豐田 18 9 11 北京 BJ751 18 11 13 上海 SH771 18 11 雪佛蘭 18 10 10 參考上表 ，可取 18?n ， ?? ， mm102 ?? ， 76??r mm 。D ,所以取 20?fr mm , 22?pr mm 。 因?yàn)榛ㄦI外徑 mmD 3239。 膜片彈簧起始圓錐底角 ? 汽車膜片彈簧在自由狀態(tài)時(shí)，一般起始圓錐底角 ? 在 ?? 159～ 范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)中 rRHrRH ???? a rc t a n? ，代入數(shù)值計(jì)算可得 ?10?? ，在 ?? 159～ 之間，合格?？蓞⒖枷卤? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 表 一些車型膜片彈簧的 R 和 rR/ 的值 車型 外徑（ mm） 內(nèi)徑（ mm） 半徑 R2 （ mm） rR/ 豐田 225 160 206 103/81= 北京 BJ751 228 150 210 105/85= 上海 SH771 280 165 252 126/= 初步確定 mmR 110? ； mmr 90? 。對(duì)于 R ，膜片彈簧大端外徑 R應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)上的要求和摩擦片的外徑相適應(yīng)，大于摩擦片內(nèi)徑，近于摩擦片外徑。因此設(shè)計(jì)用來緩和沖擊，吸收振動(dòng)等需要儲(chǔ)存大量彈性能時(shí)的碟簧時(shí)選用。常用的膜片彈簧厚度為 2～ 4mm，本設(shè)計(jì) ?hH ， mmh 3? ，則 mmH 4? 。其結(jié)構(gòu)示意圖 圖 膜片彈簧示意圖 hH 比值的選取 設(shè)計(jì)膜片彈簧時(shí)，要利用其非線性的彈性變形規(guī)律，因此要正確選擇其特性曲線的形狀，以獲得最佳性能。此時(shí)膜片彈簧大端處的變形 bf 111 ??? ?? 。當(dāng) 2P 力達(dá)到一定值時(shí)，膜片彈簧被壓翻。支承環(huán) 4和膜片彈簧壓盤接觸處之間的高度變化稱作大端變形 1? ，膜片彈簧分離軸承相對(duì)于壓盤高度的變化稱之為小端變形 2? 。同時(shí)在壓盤處也作用有載荷 1P 。當(dāng)壓盤 —— 離合器蓋總成與飛輪裝合時(shí)，離合器蓋前端面靠攏。 膜片彈簧的變形特性和加載方式 由于膜片彈簧采用拉式結(jié)構(gòu)，故其正裝。分離爪與碟簧部分交接處的徑向槽較寬呈長(zhǎng)方圓形孔。所不同的是，在膜片彈簧上還包括有徑向開槽部分。碟形彈簧的彈性作用是這樣：沿其軸線方向加載，碟簧受壓 變平，卸載后又恢復(fù)原形。在膜片彈簧的大端處為一完整的截錐體，它的形狀像一個(gè)無底的碟片和一般機(jī)械上用的碟形彈簧完全一樣，故稱作碟簧部分。而膜片彈簧離合器分推式和拉式，在本設(shè)計(jì)中采用拉式結(jié)構(gòu)。這種拉式分離軸承是 將膜片彈簧分離指舌尖直接壓緊在碟形彈簧 6和檔環(huán) 7之間，再用彈性鎖環(huán) 8卡緊，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。這樣可減小振動(dòng)和噪聲，減小分離軸承端面的磨損，使軸承不會(huì)出現(xiàn)過熱而造成潤(rùn)滑脂的流失分解，延長(zhǎng)軸承壽命。在外圈 2與分離套筒 5的端面之間裝有以波形彈 簧片 4，用以將外圈緊緊頂在分離套筒凸緣的端面上，使軸承在不工作時(shí)不會(huì)發(fā)生晃動(dòng)。而在現(xiàn)代汽車離合器中主要采用了 角接觸式的徑向推力球軸承，并由軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)。在設(shè)計(jì)分離桿時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： 1) 分離桿要有足夠的剛度 2) 分離桿的鉸接處應(yīng)避免運(yùn)動(dòng)上的干涉 3) 分離桿內(nèi)端的高度可以調(diào)整 離合器分離套筒和分離軸承的設(shè)計(jì) 分離軸承在工作中主要承受軸向力，在離合器分離時(shí)，由于分離軸承的旋轉(zhuǎn)，在受離心力的作用下，還承受徑向力。故傳力片選擇 65Mn。 ④ 離合器傳扭時(shí)，分正向驅(qū)動(dòng)（發(fā)動(dòng)機(jī)向車輪）和反向驅(qū)動(dòng)（車輪向發(fā)動(dòng)機(jī)），maxf 出現(xiàn)在離合器摩擦片磨損到極限狀況時(shí)，通過尺寸鏈計(jì)算可知 mmf 5max ? 。 ③ 傳力片的最小分離力（彈性恢復(fù)力）發(fā)生在新裝離合器的時(shí)候，從動(dòng)盤尚未磨損，離合器在結(jié)合狀態(tài)下的彈性彎曲變形量此時(shí)最小， 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙確定 f ＝。 1) 計(jì)算傳力片的有效長(zhǎng)度 1l ： ??? dll 2) 計(jì)算傳力片的彎曲總剛度： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 33115121102121233531 ＝＝＝ ?????????? lniJK x 3) 根據(jù)上述分析，計(jì)算以下 3種工況的最大驅(qū)動(dòng)應(yīng)力及傳力片的最小分離力： ① 徹底分離時(shí)，inR bhTinR bhfTl Ehf ee m a x2m a xm a x21m a xm a x 63 ???? 按照設(shè)計(jì)要求， 0?f ， 0??e ，由上述公式可知 0?? 。 離合器蓋的對(duì)中方式有兩種，一種是用止口對(duì)中，另一種是用定位銷或定位螺栓對(duì)中，由于本設(shè)計(jì)選用的是傳動(dòng)片傳動(dòng)方式，因而離合器蓋通過一外圓與飛輪上的內(nèi)圓止口對(duì)中。 2） 離合器的通風(fēng)散熱 為了加強(qiáng)離合器的冷卻離合器蓋必須開有許多通風(fēng)窗口，通常在離合器壓緊彈簧座處開有通風(fēng)窗口。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： 1） 離合器的剛度 離合器分離杠桿支承在離合器蓋上，如果蓋的剛度不夠，即當(dāng)離合器分離時(shí)，可能會(huì)使蓋產(chǎn)生較大的變形，這樣就會(huì)降低離合器操縱機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率，嚴(yán)重時(shí)還可能造成離合器分離不徹底，引起摩擦片的早期磨損，還會(huì)造成變速器的換檔困 難。 離合器蓋的設(shè)計(jì) 離合器蓋一般都與飛輪固定在一起，通過它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分轉(zhuǎn)矩。為了增 加機(jī)械強(qiáng)度，還可以另外添加少量合金元素。 在該設(shè)計(jì)中，初步確定該離合器的壓盤的厚度為 mm10 。 壓盤應(yīng)具有足夠大的剛度，以保證在受熱的情況下不致產(chǎn)生翹曲變形，而影響離合器的徹底分離和摩 擦片的均勻壓緊 [14]。 由于用石棉材料制成的摩擦片導(dǎo)熱性很差，在滑磨過程中產(chǎn)生的熱主要由飛輪和壓盤等零件吸收，為了使每次結(jié)合時(shí)的溫升不致過高，故要求壓盤有足夠大的質(zhì)量以吸收熱量。在頻繁使用和困難條件下工作的離合器，這種溫升更為嚴(yán)重。 壓盤外徑 mmD 230? 壓盤內(nèi)徑 mmd 150? 壓盤的厚度確定主要依據(jù)以下兩點(diǎn)： 1) 壓盤應(yīng)有足夠的質(zhì)量。由彈簧鋼帶制成的傳動(dòng)片一端鉚在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上，為了改善傳動(dòng)片的受力情況，它一般都是沿圓周布置。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 第 5章 離合器壓盤設(shè)計(jì) 壓盤的傳力方式的選擇 壓盤是離合器的主動(dòng)部分，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，它和飛輪一起帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所以它必須和飛輪連接在一起，但這種連接應(yīng)允許壓盤在離合器的分離過程中能 自由的沿軸向移動(dòng)。緊固摩擦片的方法采用較軟的黃銅鉚釘直接鉚接，采用這種方法后，當(dāng)在高溫條件下工作時(shí)，黃銅鉚釘有較高的強(qiáng)度，同時(shí)，當(dāng)釘頭直接與主動(dòng)盤表面接觸時(shí)，黃銅鉚釘不致像鋁鉚釘那樣會(huì)加劇主動(dòng)盤工作表面的局部磨損，磨損后的生成物附在工作表面上對(duì)摩擦系數(shù)的影響也較小。所以目前正在研制具有傳熱性好、強(qiáng)度高、耐高熱、耐磨和較高摩擦系數(shù)（可達(dá) ）的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等 [13]。 由以上的要求，目前車用離合器上廣泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性能比較好的石棉和粘合劑及其它輔助材料混合熱壓而成，其摩擦系數(shù)大約在 。 6) 油水對(duì)摩擦性能的影響應(yīng)最小。 4) 熱穩(wěn)定性要好，要求在高溫時(shí)分離出的粘合劑較少、無味、不易燒焦。 2) 要有足夠的耐磨性，尤其在高溫時(shí)應(yīng)耐磨。 所以，所選花鍵尺寸能滿足使用要求。 ? ， mmd 2639。 內(nèi)徑 mmd/39。（ 4－ 2） 式中 ： z 從動(dòng)盤轂的數(shù)目 其余參數(shù)見表 。 花鍵選取后應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力 )(j MPa? 及剪切應(yīng)力 ）（ MPaj? 的強(qiáng)度校核： ? ? ? ?jej znldD ?? ???? 22 m a x8 從動(dòng)盤轂一般采用鍛鋼（如 3 4 40Cr等），并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。它一般采用齒側(cè)對(duì)的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上，花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑 D與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 maxe? 按國標(biāo) GB114474選取。為了防止由于工作溫 度升高后使從動(dòng)盤產(chǎn)生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷，還在從動(dòng)剛片上沿徑向開有幾條切口。具有軸向彈性的傳動(dòng)片有以下三種形式：整體式的彈性從動(dòng)片，分開式的彈性從動(dòng)片及組合式的彈性從動(dòng)片 [12]。 為了使離合器結(jié)合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般都做成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)，這樣，在離合器的結(jié)合過程中，主動(dòng)盤和從動(dòng)盤之間的壓力是逐漸增加的，從而保證離合器所傳遞的 力矩是緩和增長(zhǎng)的。離合器的從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力，而使變速