【正文】 應(yīng)大于或等于新摩擦片的壓緊力 BF1 ，即 A1F ≥ BF1 4)為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧得 H/h 與初始底錐角α≈ ? ?r/H －R 應(yīng)在一定范圍內(nèi)即 ≤ H/h≤ 9176。 5)選 3）和 4）兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)為雙目標(biāo)。 3)在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承扇的分離操縱力的平均值為最小。 a)目標(biāo)函數(shù) 目前，國內(nèi)關(guān)于膜片彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)主要有以下幾點(diǎn)： 1)彈簧工作時(shí)的最大應(yīng)力為最小。膜片 彈簧處于接合狀態(tài)時(shí)，其分離指端得相互高度差一般要求小于 ～ 。 10′ 。膜片彈簧的內(nèi)、外半徑公差一般為 H11 和 h11，厚度公差為177。碟簧部分的硬度一般在 45～ 50HRC，分離指端硬度為 55～ 62HRC，在同一片上同一范圍的硬度差不應(yīng)大于 3 個(gè)單位，碟簧部分應(yīng)為均勻的回火屈氏體和少量的索氏體。在膜片彈簧與壓盤接觸處，為了防止由于拉應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂 紋，可對(duì)該處進(jìn)行擠壓處理，以消除應(yīng)力源。另外，對(duì)膜片彈簧的凹面或雙面進(jìn)行噴丸處理，即以高速彈丸流噴射到膜片表面，使表面產(chǎn)生塑性變形，從而形成一定厚度的表面強(qiáng)化層，起到冷作硬化的作用，同樣也可以提車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 高承載能力和疲勞強(qiáng)度。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對(duì)膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理，即沿其分離狀態(tài)的工作方向，超過徹底分離點(diǎn)后繼 續(xù)施加過量的位移，使其過分 3～ 8 次，以產(chǎn)生一定的塑性變形，從而是 膜片 彈簧 的表面 產(chǎn)生 于使 用狀態(tài) 反方 向的 殘余 應(yīng)力而 達(dá)到強(qiáng)化的目的。 . 四、膜片彈簧材料及制造工藝 國內(nèi)膜 片彈 簧一般 采用 AM2Si60 n 和 VAC50 r 等優(yōu)質(zhì)高 精度 鋼板材料。繼 后，在 ‘A 點(diǎn)由于 拉應(yīng)力產(chǎn)生裂紋，這種裂紋是發(fā)展性的，一直發(fā)展到使其破壞。 在分離軸承推力 2F 的作用下，Ｂ點(diǎn)還受彎曲應(yīng)力 rB? ，其值為 rB? ＝ ? ?2 2r6 hnb Frrf－ （ 48） 式中，ｎ為分離指數(shù)目； rb 為一個(gè)分離指根部的寬度（ｍｍ）。將 B 點(diǎn)坐標(biāo) ? ?rex －－? 和 2/y h? 代入（ 44），可得 B 點(diǎn)的應(yīng)力 tB?為 tB? ＝ ? ? ?????? ?????? ? ???? 2re2 r1 22 heE －－－－ （ 46） 代入數(shù)據(jù)可得： tB? =1329MPa 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 令 ?? dd tB/ ＝ 0，可求出 tB? 達(dá)到極大值時(shí)的轉(zhuǎn)角 p? p? ＝ ? ?r2 h－＋ e? （ 47） 式（ 47）表明， B 點(diǎn)最大壓應(yīng)力發(fā)生在比其壓平位置再多轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度 ? ?re－2/h 的位置。當(dāng)Ｋ點(diǎn)的縱坐標(biāo) ? ?e2/??－ ＞ 2/h 時(shí)， 、A 點(diǎn)的切向拉應(yīng)力最 大。顯然，ＯＫ為零應(yīng)力直線，其內(nèi)側(cè)為壓應(yīng)力區(qū)，外側(cè)為拉應(yīng)力區(qū)；等應(yīng)力線越遠(yuǎn)離零應(yīng)力線，其應(yīng)力值越高。 由上公式可知，當(dāng) ? 一定時(shí)，一定的切向應(yīng)力 t? 在坐標(biāo)軸系中呈現(xiàn)線性分布，當(dāng) t? =0 時(shí)有 y=? ?x2/??－ (45) 因 ? ?2/??－ 很小， ? ?2/??－ ≈ )2/tan( ??－ 則表明：對(duì)于一定的 ?零應(yīng)力分布在過 O 點(diǎn)而與 x 軸成 ? ?2/??－ 角的直線上。 2F = 20382191 91107 ?－ － =466N 三、膜片彈簧得強(qiáng)度校核 子午斷面在中性點(diǎn) O 處沿圓周方向的切向應(yīng)力為零， O 點(diǎn)以外的點(diǎn)均存在切向應(yīng)變力和切向應(yīng)力。 代入數(shù)據(jù) 1F = ? ? ? ?? ? ?????? ?????????????????? ? ???? 491107 90/ 225 ＋－－－－－－－－ =2038N 當(dāng)離合器分離時(shí)，膜片彈簧的加載點(diǎn)將發(fā)生變化。 二、膜片彈簧的彈性特性 假設(shè)膜片彈簧在承載過程中，其子午斷面剛性地繞此斷面上的某中性點(diǎn) O 轉(zhuǎn)動(dòng)。 1r 應(yīng)略大于ｒ， 1R 應(yīng)略小于 R 且盡量接近R。 8）壓盤加載 半徑 1R 和支撐環(huán) 加載點(diǎn) 半徑 1r 的確定 。 fr 應(yīng)大于 0r 。 6）膜片彈簧小端半徑 0r ，及分離軸承作用半徑 fr 的確定。 圖 42 膜片彈簧工作點(diǎn)位置 5）分離指數(shù) ｎ的選取。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從 B 到 C。膜片彈簧工作點(diǎn)拐點(diǎn) H 對(duì)著膜片彈簧的壓平位置 ，而且 ? ? 2/N1M1H1 ??? ?? 。的范圍內(nèi)。 3）α的選擇。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求， R/r 一般為 ~。通過分析可知，當(dāng) H／ｈ＜ 2 時(shí)， 1F ＝ )(f 1?為增函數(shù)； H／ｈ＝ 2 時(shí)， 1F ＝ )(f 1? 有 一極值，該極值點(diǎn)恰為拐點(diǎn)；當(dāng) H／ｈ＞ 2 時(shí)， 1F ＝ )(f 1? 有一極大值和一極小值；當(dāng) H／ｈ＝ 2 2時(shí)， 1F ＝ )(f 1? 的極小值落在橫坐標(biāo)上。 膜片彈簧的設(shè)計(jì) 一、膜片彈簧主要參數(shù)的選取 1）比值 H／ｈ和板厚ｈ的選擇。 為了保 證離 合器 在任 何情 況下 都能 可靠 地傳 遞發(fā) 動(dòng)機(jī)的 最大 轉(zhuǎn)矩，設(shè)計(jì)時(shí) Tc 應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即 Tc =β ｅｍａｘＴ （ 37） 則根據(jù)以上相應(yīng)計(jì)算公式及相關(guān)數(shù)據(jù)可得： 由（ 37）得： cT =β ｅｍａｘＴ = 160=240 由（ 36）驗(yàn)算單位壓力 oP ，則： 240= ）－（ 33o ????? oP = aP 在所要求范圍內(nèi)。 假設(shè)摩擦片上工作壓力均勻，則有： F= oP A= oP 4 dD 22 ）－π（ （ 34） 式中： oP 摩擦面單位壓力，單位： M aP 。 Z=2。 F壓盤施加在摩擦面上的工作壓力，單位： N。離合器的靜摩擦力矩根據(jù)摩擦定律可表示為： cT =f FZ Rc （ 33） 式中： cT 為靜摩擦力矩牛每米。 在本設(shè)計(jì)中β = 4） 單位壓力。 車輛與動(dòng)力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 Ｖ＝100060?πＤｎ （ 32） 式中： D摩擦片外徑 mm； n 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)轉(zhuǎn)速 r/min； V摩擦片最大圓周速度ｍ／ｓ； V=100060 D? nπ=10 0060 20 0025 ? ??=＜ 65m/s 符合條件 2） 摩擦片的內(nèi)外徑比 c 應(yīng)在 ～ 范圍內(nèi)。 采用石棉基材料時(shí) oP =～ (MPa) 167。離合器使用頻繁，發(fā)動(dòng)機(jī)后備系數(shù)較小時(shí)， oP 應(yīng)取小些。 考 慮 以 上 影 響 因 素 和 設(shè) 計(jì) 車 型 為 微 型 貨 車 ， 根 據(jù) β 的 取 值 范 圍 β=～ ，同時(shí)參考其他同類車型選取β =。采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，β選取值應(yīng)大些。 3）要能防止傳動(dòng)系過載。在選擇β時(shí)，應(yīng)考慮一下幾點(diǎn)： 1）摩擦片在使用中磨損后，離合器還能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 查 摩 擦 片 尺 寸 的 系 列 化 合 標(biāo) 準(zhǔn) 化 ， 選 取 標(biāo) 準(zhǔn) 摩 擦 片 外 徑D=225mm，內(nèi)徑 d=150mm，厚度 b=,內(nèi)外徑之比 d/D=，單位面積 A=221mm178。 離合器參數(shù)的選擇 設(shè)計(jì)所選發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)；功率 ，轉(zhuǎn)速 5200r/min，最大轉(zhuǎn)矩 一、摩擦片外徑的確定 摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩的大小有一定關(guān)系。 以上這些要求中最重要的是使用可靠，壽命長以及生產(chǎn)和使用中的良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)。 6）應(yīng)使汽車傳動(dòng)系避免共振，具有吸收振動(dòng)，沖擊和減小噪聲的能力。 4）離合器從動(dòng)部分 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋是變速器輪齒間的沖擊力并方便換擋。 2）結(jié)合過程要平順柔和，使汽車豈不是沒有抖動(dòng)和沖擊。本次設(shè)計(jì)選用推力球軸承。以前 主要采用推力球軸承或向心球軸承，但其潤滑條件差，磨損嚴(yán)重、噪聲大、可靠性差、使用壽命低。 七 、分離軸承的類型的選擇 分離軸承和支持總成由分離軸承、分離套筒等組成。彈性傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式簡單，壓盤與飛輪對(duì)中性能好，使用平衡性好，工作可靠，壽命長。前三種的共同缺點(diǎn)是在連接件之間 有間隙，在傳動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動(dòng)效率。 六 、壓盤的驅(qū)動(dòng)方式 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)它和飛輪一同帶動(dòng)從動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，所以他應(yīng)與飛輪連接在一起，但這種連接應(yīng)允許壓盤在離合器分離過程中能自由作軸向移動(dòng)。改善離 合器的通風(fēng)措施有： 1）在壓盤上設(shè)置散熱筋； 2）在離合器蓋上開較大的通風(fēng)口，在離合器外殼上設(shè)有通風(fēng)窗； 五、 膜片彈簧的支承形式 推式膜片彈簧支承結(jié)構(gòu)按支承環(huán)數(shù)目不同可分三種： 1）雙支承環(huán)形式 用臺(tái)肩式鉚釘將膜片彈簧、兩個(gè)支承環(huán)與離合器蓋定位鉚合在一起，結(jié)構(gòu)簡單； 2）單支承環(huán)形式 在沖壓離合器蓋上沖出一個(gè)環(huán)形凸臺(tái)來代替后支承環(huán)，使架構(gòu)簡單，或在鉚釘前側(cè)以彈性當(dāng)環(huán)代替前支承環(huán)，以消除膜片彈簧與支承環(huán)之間的軸向間隙； 3）無支承環(huán)形式 利用斜頭鉚釘?shù)念^部與沖壓離合器蓋上沖出的環(huán)形凸臺(tái)將膜片彈簧鉚合在一起， 取消前后支承環(huán)，或在鉚釘前側(cè)以彈性當(dāng)環(huán)代替前支承環(huán)，離合器蓋上的環(huán)形凸臺(tái)代替后支承環(huán)，使結(jié)構(gòu)更簡化或取消鉚釘，離合器蓋內(nèi)邊緣處伸出的許多舌片將膜片彈簧與彈性擋環(huán)和離合器蓋上的環(huán)形凸臺(tái)彎合在一起，結(jié)構(gòu)最為簡單。過高的溫度能使壓盤受熱變形產(chǎn)生裂紋。在正常使用條件下的離合器壓盤工作表面溫度在 180℃。綜上所述，本次設(shè)計(jì)選用液壓式操縱機(jī)構(gòu)。在平頭汽車上桿系的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，合理布置桿系也較困難，踏板的自由行程將加大，剛度也變差。 綜上所述：本設(shè)計(jì)采用膜片彈簧。 4）膜片彈簧離合器的主要部件形狀簡單，可以采用沖壓加工，大批量生產(chǎn)時(shí)可以降低生產(chǎn)成本。 2）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，故不需專門的分離杠桿，使離合器結(jié)構(gòu)大大簡化，零件數(shù)目少，質(zhì)量輕。 膜片彈 簧離 合器 的結(jié)構(gòu) 主要 特點(diǎn) 是采用 一個(gè) 膜片 代替 傳統(tǒng)的 螺旋彈簧和分離杠桿。因此，斜置彈簧離合器與前兩種離合器相比，其突出優(yōu)點(diǎn)是工作性能十分穩(wěn)定。 斜置彈簧離合器是重型汽車采用的一種新型結(jié)構(gòu)。采