【正文】 18 ??? ?10 3m a x60 Dnv eD ?65～ 70 （ ） 式中 ， maxen — 發(fā)動(dòng) 機(jī) 的最高轉(zhuǎn)速； DV — 摩擦片最大圓周速度 。本次設(shè)計(jì)選取 r1=110， R1=130。 壓盤加載點(diǎn)半徑和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 壓盤的加載點(diǎn)半徑 R1和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 r1影響膜片彈簧的剛度 。 窗孔的內(nèi)半徑 er 的取值應(yīng)滿足 2err??? 。 切槽寬度及分離半徑的確定 切槽寬度 1? 的范圍為 ～ ，本次設(shè)計(jì)選取 1? =。第一軸花鍵外徑為： max3 ed K T? （ ） 式中 ， K — 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為 ～ ，本次設(shè)計(jì)選取 K=； maxeT — 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 。 分離指數(shù)的選擇 分立指數(shù)目 n通常取為 18，大尺寸膜片彈簧可取 24，小尺寸膜片彈簧可取 12。 ? ?a r c ta n ( )H H R rRr? ? ? ?? （ ） 式中 ， H — 內(nèi)截錐高度； h — 膜片彈簧厚度 。 結(jié)合同類車型，取 R=135， 取 rR =，故 r=108。 對(duì)于 R，膜片彈簧大端外徑 R 應(yīng)滿 足結(jié)構(gòu)上的要求而和摩擦片的外徑尺寸相適應(yīng)，大于摩擦片內(nèi)徑，近于摩擦片外徑。因此在設(shè)計(jì)用來緩和沖擊、吸收振動(dòng)等需要儲(chǔ)存大量彈性能的碟簧時(shí)選用。 圖 膜片彈簧內(nèi)截錐示意圖 大端外徑和小端外徑的選擇 比值 rR 對(duì)彈簧的載荷及應(yīng)力特性都有影響。 黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 膜片彈簧的尺寸簡(jiǎn)圖 內(nèi)截錐高度和厚度的確定 內(nèi)截錐高度 H和厚度 h如圖 所示， 為保證離合器壓緊力變化不大，操縱輕便，一般 hH 為 ～ 之間，厚度 h為 2～ 4之間，選取 h=。一般為 3～ 4 mm， 取 Δt=4mm 。 摩擦面數(shù) z 為離合器從動(dòng)盤數(shù)目的兩倍，本設(shè)計(jì)為單盤故摩擦面數(shù) z=2。本設(shè)考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性選取了粉末冶金材料的摩擦片。摩擦片的材料主要有石棉基材料、粉末冶金材料和金屬陶瓷材料等。 (3) 摩擦片厚 b 主要有 、 、 三種尺寸， 取值范圍見表 ， 本次設(shè)計(jì)取 b=。 (2) 內(nèi)徑， Dd 在 ～ 范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)選取 Dd =。摩擦片的主要尺寸有外徑 D、內(nèi)徑 d、厚度 b。 P0的范圍為 ～ MPa，本次設(shè)計(jì)選取 P0= MPa。 單位壓力 單位壓力 P0決定了摩擦表面的耐磨性，對(duì)離合器的使用壽命有很大的壽命有很大影響，選取時(shí)應(yīng)考慮離合器的工作條件、發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率的大小、摩擦片尺寸、材料及其質(zhì)量和后備系數(shù)等因素，對(duì)于離合器使用頻繁、發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小、載質(zhì)量大或經(jīng)常在壞路面上行駛的汽車 P0應(yīng)取小一些；當(dāng)摩擦片外徑較大時(shí)，為了降低摩擦外緣處的熱負(fù)荷， P0應(yīng)取大一些；后備系數(shù)較大時(shí)，可適當(dāng)增加 P0。在選擇 β 時(shí)，應(yīng)該考慮摩擦片在使用中磨損后離合器仍能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、防止離合器滑磨時(shí)間過長(zhǎng)、防止傳動(dòng)系過載及操縱輕便等因素。通過本章節(jié)可以 清楚的了解離合器的工作原理和結(jié)構(gòu)，為后面的設(shè)計(jì)提供一定的理論基礎(chǔ)。很多情況下，離合器不能可靠工作就是和不完善的技術(shù)保養(yǎng) —零部件缺少必要的潤(rùn)滑和調(diào)整有關(guān) [5]。這意味著在使用中要注意保養(yǎng)，其耗費(fèi)的勞動(dòng)量也要盡量小。 （ 10）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊，質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便等。 （ 8）作用在從動(dòng)盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作工程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。 （ 6）應(yīng)能避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和降低噪聲的能力。 （ 4）從動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。 （ 2）接合時(shí)要完全、平順、柔和，保證汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng) 和沖擊。 離合器的設(shè)計(jì)原則 離合器的 主要功用是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車起步時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系平順地接合，確保汽車平穩(wěn)起步；在換擋時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離，減少變速器中換擋齒輪之間的沖擊；在工作中受到較大的動(dòng)載荷時(shí)，能限制傳動(dòng)系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，以防止傳動(dòng)系各零部件因過載而損壞；有效地降低傳動(dòng)系中的振動(dòng)和噪聲。 22Hh ? 如圖 hH ＞ 22 的曲線，這種彈簧的特性曲線中具有更大的負(fù)剛度不穩(wěn)定工況區(qū)，而且具有載荷為負(fù)值的區(qū)域（特性曲線穿過了橫坐標(biāo)，圖中未示出）。當(dāng)然，負(fù)荷剛度過大也不適宜，以免彈簧工作位置略微變動(dòng)造成彈簧壓緊力變化過大。具有這種特性的膜片彈簧很有適用于作為離合器的壓緊彈簧。此種彈簧叫做零剛度彈簧。這種彈簧的剛度很大，可以承受很大的載荷，適合作為緩沖裝置中的形成限制彈簧。 2Hh? 如圖 hH ＜ 2 的曲線，載荷 P 增加時(shí)。其特性和碟簧的原始內(nèi)截錐高度 H 及彈簧片厚度h 之比 hH 有關(guān)，不同的 hH 值可以得到不同的彈性變形特性。 膜片彈簧起彈性作用的部分是其碟簧部分。 膜片彈簧離合器的特性 本設(shè)計(jì)采用膜片彈簧離合器，在離合器設(shè)計(jì)中采用膜片彈簧離合器有很多優(yōu)點(diǎn) ： （ 1）膜片彈簧本身起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使零件數(shù)目減少，重量減輕； （ 2）其次，離合器的機(jī)構(gòu)大 大簡(jiǎn)化并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸； （ 3）膜片彈簧具有良好的線性特性，設(shè)計(jì)合適，可使摩擦片磨損到極限，壓緊力仍能維持很少改變，切可減輕離合器踏板力，使操縱輕便。 離合器的工作原理： 離合器蓋與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪用螺栓緊固在一起 ,當(dāng)膜片彈簧被預(yù)加壓緊 ,離合器處于接合位置時(shí) ,由于膜片彈簧大端對(duì)壓盤的壓緊力 ,使得與從動(dòng)盤摩擦片之間產(chǎn)生摩擦力 。壓緊彈簧通過壓盤那從動(dòng)盤總成緊緊壓在飛輪上，形成工作壓力。飛輪和壓盤為主動(dòng)件，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩通 過這兩個(gè)主動(dòng)件輸入。 離合器蓋總成：壓盤、分離桿、壓緊彈簧一起組裝在離合器蓋內(nèi)，組成離合器蓋總成。按照分離離合器的操縱能源不同，離合器操縱機(jī)構(gòu)可分為人力式和氣壓式兩類。 操縱機(jī)構(gòu)：離合器的操縱機(jī)構(gòu)是駕駛員借以使離合器，或使之柔和結(jié)合的一套機(jī)構(gòu)。此外在不分離離合器的情況下進(jìn)行緊急制動(dòng)或猛烈接合時(shí)，瞬間將造成對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)極大的沖擊載荷，從而縮短零件的使用壽命。 扭轉(zhuǎn)減振器：發(fā)動(dòng)機(jī)傳到汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩是周期地不斷變化著的，這就使的傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。為了使單盤離合器結(jié)合柔和，起步平穩(wěn)，從動(dòng)盤一般具有軸向彈性。壓緊彈簧的壓緊力越大，則離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也越大。壓緊彈簧將從動(dòng)盤壓緊在飛輪端面。 拉式膜片彈簧離合器較推式在性能上有更多的優(yōu)點(diǎn)，但由于受到分離軸承機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)、拆裝復(fù)雜等因素的困擾，因此在本設(shè)計(jì)選用推式的結(jié)構(gòu)形式 [2]。⑹膜片彈簧中心與離合器中心線重合，平衡性好。⑷膜片彈簧以整個(gè)圓周與壓盤接觸，使壓力分布均勻，摩擦片接觸良好，磨損均勻。⑵膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小。 膜片彈簧離合器 與其他形式的離合器相比，具有一系列優(yōu)點(diǎn)：⑴膜片彈簧具有較理想的非線性彈性特性，彈簧壓力在摩擦片的允許磨損范圍內(nèi)基本保持不變 ， 因而離合器工作中能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變；相對(duì)圓柱螺旋彈簧，其壓力大大下降，離合器分離 時(shí)，彈簧壓力有所下降，從而降低了踏板力。膜片彈簧離合器是用膜片彈簧代替了壓緊彈簧及分離桿機(jī)構(gòu)而作成的離合器，因?yàn)樗贾迷谥醒?，所以也可算中央彈簧離合器：雙片離合器，單片離合器由于受到壓緊彈簧結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)的限制，其轉(zhuǎn)矩容量也受到限制。中央離合器的壓簧不和壓盤直接接觸，因此壓盤由于摩擦生成的熱量不會(huì)直接傳遞給彈簧使其回火失效。 摩擦離合器的類型很多，主要有周置式離合器 、中央彈簧離合器、斜置彈簧離合器、膜片彈簧離合器。 主要 設(shè)計(jì) 步驟如下： （ 1）確定要設(shè)計(jì)的膜片彈簧離合器的基本結(jié)構(gòu)，包括主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu) ； （ 2）根據(jù)設(shè)計(jì)的形式確定主要機(jī)構(gòu)的基本數(shù)據(jù) ； （ 3）根據(jù)具體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)情況提出改進(jìn)意見和措施，找出設(shè)計(jì)的不足和所受的條件限制，提出解決方案 ； （ 4）根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制圖紙并撰寫說明書。 多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)以及材料的日新月異，使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器因?yàn)樗哂袕膭?dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱性好、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到結(jié)合平順，因此現(xiàn)在廣泛用于大、中、小各類車型中 [1]。該產(chǎn)品的型號(hào)是 ，完全符合所有的長(zhǎng)期爆炸測(cè)試要求，室溫下的抗拉強(qiáng)度幾乎達(dá)到 50000lb/ft2，疲勞強(qiáng)度高，抗蠕變能力強(qiáng)，在 149℃ 下 ，抗拉強(qiáng)度仍有 20200lb/ft2， 50%長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)的 PA，密度為 ，所以也減輕了重量。這表明產(chǎn)品中的纖維的分布是各向同性，所以收縮一致，抑制了翹曲。由于纖維完全浸潤(rùn)在尼龍樹脂中，而且端頭較少，完全能保證有出色的光亮表面。以往主動(dòng)缸和從動(dòng)缸組件都必須使用金屬，近年來，美國(guó)一汽車產(chǎn)品公司向各大洲的車商提供用塑料制的離合器執(zhí)行系統(tǒng)，該商品的商標(biāo)為 CSC，是用 LFRT，即用 50%的長(zhǎng)纖維增強(qiáng)的黑色尼龍，該材料的硬度大、重量輕、比模量超過鋁合金。 20 世紀(jì) 20 年代末，直到 30年代時(shí)，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器。 石棉基材料的引入和改進(jìn)，使得盤式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受更高的溫度。但畢竟優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。 在油中的盤式離合器， 摩擦片 直徑不能太大，以避免在高速時(shí)把油給甩掉。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對(duì)布置設(shè)計(jì)，一個(gè)鋼盤片對(duì)著一青銅盤片。它的材料曾用過駝毛帶、皮革帶等。它是將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動(dòng)部件。 汽車離合器的發(fā)展 在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。與干式離合器相比，由于油泵進(jìn)行強(qiáng)制 冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低，因此起步時(shí)長(zhǎng)時(shí)間打滑也不致燒損摩擦片。但受到其它客觀因素的影響，實(shí)際效果要比理論值低一些。為了提高離合器的扭轉(zhuǎn)能力，在重型汽車上可采用雙片干式離合器。因此，提高離合器的傳扭能力、提高其使用壽命、簡(jiǎn)化操作已成為離合器目前發(fā)展的趨勢(shì) 。從國(guó)外的發(fā)展動(dòng)向來看，近年來車輛在性能上向高速發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速不斷提高，載貨汽車趨于大型化 ， 國(guó)內(nèi)也有類似情況。它突破了傳統(tǒng)的飛輪鑄造生產(chǎn)方法，以鋼板沖壓取而代之。離合器從動(dòng)盤總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動(dòng)系統(tǒng)的過載、共振，并且減小了傳動(dòng)系噪聲。 汽車離合器的現(xiàn)狀發(fā)展 汽車離合器的現(xiàn)狀 如今單片干式摩擦離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。談到未來，考慮到手動(dòng)傳動(dòng)系將向自動(dòng)自動(dòng)傳動(dòng)系過度，但現(xiàn)在手動(dòng)傳動(dòng)戲也在不斷改善，因此也是自動(dòng)傳動(dòng)系的有力競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。 關(guān)鍵詞：離合器；膜片彈簧；摩擦片；操縱機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 ABSTRACT Vehicles industry of China is opposite to the world other advanced countries quite falls behind, although from overseas has introduced many new products, the new technology, but to prehensively grasps the core technology also to have the very long disparity. This design most typical medium truck technology parameter is the basis, carries on the diaphragm spring coupling design to it. The hope can cause our country coupling the independent development ability and the product design level obtains the certain enhancement. The modern automobile friction clutch acts according to the vehicle type in the design the category, the operation requirements, with the engine match requirement, the manufacture condition as well as the standardization, the universalization, the serialized requirement and so on, reasonably designs the structure which the coupling always bees to reveal especially is important. This article has studied the coupl