【正文】 上。膜片彈簧離合器的操縱曾經(jīng)都采用壓式機(jī)構(gòu)，即離合器分離時(shí)膜片彈簧彈性杠壓桿內(nèi)端的分離指處是承受壓力。后者的膜片彈簧為反裝，并將支承圈移到膜片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡化，零件 減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。 與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點(diǎn)：取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個(gè)支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊，零件數(shù)目更少，質(zhì)量更少；拉式膜片彈簧是中部與壓盤相壓在同樣壓盤尺寸的條件下可采用直徑較大的膜片彈簧，提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，且并不增大踏板力，在傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時(shí)，可采用尺寸較小的結(jié)構(gòu)；在接合或分離狀態(tài)下，離 合器蓋的變形量小，剛度大，分離效率更高；拉式的杠桿比大于推式的杠桿比，且中間支承減少了摩擦損失，傳動(dòng)效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約 %30~%25 ；無論在接合狀態(tài)或分離狀態(tài)，拉式結(jié)構(gòu)的膜片彈簧大端與離合器蓋支承始終保持接觸，在支承環(huán)磨損后不會(huì)形成間隙而增大踏板自由行程，不會(huì)產(chǎn)生沖擊和哭聲；使用壽命更長。 CAD 圖紙的繪制。為此，離合器的摩擦力矩 cT 應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 maxeT ； （ 2） 接合平順、柔和。換檔時(shí)若離合器分離不徹底，則飛輪上的力矩繼續(xù)有一部份傳入變速器，會(huì)使換檔困難，引起齒輪的沖擊響聲； （ 4） 從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小。減小從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，換檔時(shí)的沖擊即降低； （ 5） 具有吸收振動(dòng)、噪聲和沖擊的能力； （ 6） 散熱良好，以免摩擦零件因溫度過高而燒裂或因摩擦系數(shù)下降而打滑； （ 7） 操縱輕便，以減少駕駛員的疲勞。 離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摩擦片的選擇 對(duì)乘車用車和最大質(zhì)量小于 6t 的商用車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩一般不大，在布 7 置尺寸可以的情況下，離合器通常只設(shè)有一片從動(dòng)盤 。摩擦片數(shù)為 2。其中膜片彈簧的主要特點(diǎn)是用一個(gè)膜片彈簧代替螺旋彈簧和分離杠桿。當(dāng)離合器分離時(shí)，彈簧壓力不像圓柱彈簧那樣升高，而是降低，從而降低踏板力； （ 2） 膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量小； （ 3） 高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱彈簧壓緊力明顯下降； （ 4） 由于膜片彈簧大 端 面環(huán)形與壓盤接觸 ，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命； （ 5） 易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長； （ 6） 平衡性好； （ 7） 有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。近年來，由于材料性能的提高，制造工 藝和設(shè)計(jì)方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。 在膜片彈簧離合器中，扭矩從離合器蓋傳遞到壓盤的方法有三種： （ 1） 凸臺(tái) — 窗孔式：它是將壓盤的背面凸起部分嵌入在離合器蓋上的窗孔內(nèi)，通過二者的配合，將扭矩從離合器蓋傳到壓盤上，此方式結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用較多；缺點(diǎn)：壓盤上凸臺(tái)在傳動(dòng)過程中存在滑動(dòng)摩擦，因而接觸部分容易產(chǎn)生分離不徹底。 （ 3） 徑向傳動(dòng)片驅(qū)動(dòng)方式：它用彈簧鋼制的傳動(dòng)片將壓盤與離合器蓋連接在一起，除傳動(dòng)片的布置方向是沿壓盤的弦向布置外，其他的結(jié)構(gòu)特征都與徑向傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式相同。 離合器主要零件的材料選擇 從動(dòng)盤的材料選擇 從動(dòng)盤本體采用 45 號(hào)鋼沖壓加工得到，為防止其彎曲變形而引起分離不徹底，一般在從動(dòng)盤本體上設(shè)徑向切口。 摩擦片選用材料為石棉基摩擦材料，它是由石棉或石棉織物、粘結(jié)劑和特種添加劑熱壓而成，其摩擦系數(shù)為 ~ 。 膜片彈簧的材料選擇 膜片彈簧使用優(yōu)質(zhì)高精質(zhì)鋼。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對(duì)膜片彈簧進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，得具有高抗疲勞能力的回火索氏體。同時(shí)，為提高分離指的耐磨性，對(duì)其進(jìn)行局部高頻淬火式鍍鉻。 壓盤的材料選擇 壓 盤的材料選用 HT2040 鑄造制成。壓盤應(yīng)與飛輪保持良好的對(duì)中，并進(jìn)行靜平衡。 離合器蓋的材料選擇 離合器蓋的膜片彈簧支撐處須具有較大的剛度和較高的尺寸精度，壓盤高度（ 從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離）公差要小，支撐環(huán)和支撐鉚釘?shù)陌惭b尺寸精度要高，耐磨性好，膜片彈簧的支撐形式采用鉚釘作支承時(shí)，如果分離軸承與曲軸中心線不同心，可引起鉚釘?shù)倪^度磨損。提高鉚釘硬度的套筒和支承圈是提高耐磨性的結(jié)構(gòu)措施，采用 10鋼材材料、HRc4050。C 時(shí)摩擦片磨損劇烈增加，正常使用條件的離合器盤，工作表面的瞬時(shí)溫度一般在 180176。在特別頻繁的使用下，壓盤表面的瞬時(shí)溫度有可能達(dá)到 C?1000 。為使摩擦表面溫度不致過高，除要求壓盤有足夠大的質(zhì)量以保證足夠的熱容量外，還要求散熱通風(fēng)好。膜片彈簧式離合器本身構(gòu)造能良好實(shí)現(xiàn)通風(fēng)散熱效果，故不需作另外設(shè)置。 10 第 3 章 離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 離合器設(shè) 計(jì)所需數(shù)據(jù) 表 離合器原始數(shù)據(jù) 汽車的驅(qū)動(dòng)形式 42 汽車最大加載質(zhì)量 1270 kg 汽車的質(zhì)量 895 kg 發(fā)動(dòng)機(jī)位置 前置 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 48KW 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速 5700r/min 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 ≥ 離合器形式 機(jī)械、干式、單片、膜片彈簧（拉式） 操縱形式 液壓 操縱 摩擦片最大外徑 f=200mm 踏板行程 150~80 mm i0= ig1= ig2= ig3= ig4= 汽車最大時(shí)速 ≥140 km/h 摩擦片主要參數(shù)的選擇 采用單片摩擦離合器是利用摩擦來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的，為保證可靠度，離合器靜摩擦 力矩 cT 應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 maxeT 摩擦片的靜壓力： maxeC TT ??? （ ） （ 11 式中 ： ? 離合器后備系數(shù)（ 1?? ） 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩可由式 : pee nPT m a xm a x 9 5 49 ?? （ ）求得 式中 ： 48max?eP Kw, 5700?pn r/min。通常轎車和輕型貨車 β=～ 。 根據(jù) 表 查得 β＝ 。 表 直徑系數(shù)的取值范圍 車型 直徑系數(shù)DK 乘用車 最大總質(zhì)量為 ～ 的商用車 ～ (單 片離合器 ) ～ (雙片離合器 ) 最大總質(zhì)量大于 的商用車 ～ 摩擦片的尺寸已系列化和標(biāo)準(zhǔn)化 ,標(biāo)準(zhǔn)如下表 (部分 ): 表 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑 D\mm 160 180 200 225 250 280 300 325 內(nèi)徑 d\mm 110 125 140 150 155 165 175 190 厚度 /mm 339。 單面面積 cm2 106 132 160 221 302 402 466 546 12 根據(jù)計(jì)算結(jié)果和尺寸裝配關(guān)系選取 200mm， 140mm 摩擦片的摩擦因數(shù) f 取決于摩擦片所用的材料及基工作溫度、單位壓力和滑磨速度等因素。本題目設(shè)計(jì)單片離合器，因此 Z=2。該間隙 Δt一般為 3～4mm。 表 摩擦材料的摩擦因 數(shù)的取值范圍 摩擦材料 摩擦因數(shù) f 石棉基材料 模壓 ～ 編織 ～ 粉末冶金材料 銅 基 ～ 鐵基 ～ 金屬陶瓷材料 離合器的靜摩擦力矩為： cc fFZRT ? （ ） 與式（ ）聯(lián)立得： ? ?339。 表 摩擦片單位壓力的取值范圍 摩擦片材料 單位壓力0p /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 ~ 13 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化 （ 1）摩擦片外徑 D（ mm） 的選取應(yīng)使最大圓周速度 0v 不超過 65～ 70m/s，即 33m a x ??????? ?? ?? Dnv eD m/s 65? m/s （ ） 式中 0v 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)。C 應(yīng)在 ～ 范圍內(nèi)，即 39。 （ 4）為了保證扭轉(zhuǎn)減振器的安裝，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 502 0 ?? Rd mm （ 5）為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即 ? ? ? ?0220 ccc TdDZ TT ???? ? （ ） 式中 0cT 為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩 (2)，可按表 選取 經(jīng)檢查 ,合格。其中： ?i ?gi ?rr m 895?am Kg 代入式（ ）得 ?W J，代入式（ ）得 ][ ?? ??? ，合格。C ； c為壓盤的比熱容， ?c J/(KgC)；γ為傳到壓盤的熱量所占的比例，對(duì)單片離合器壓盤； ?? ， m 為壓盤的質(zhì)量 ?m Kg 代入， ?t 176。 本章小結(jié) 本章重點(diǎn)介紹了離合器主要參數(shù)的選取和摩擦片尺寸的計(jì)算，為以后各個(gè)零件的選取起參照作用 。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)。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)無底的碟子和一般機(jī)械上用的碟形彈簧完全一樣，故稱作碟簧部分。可以說膜片彈簧是碟形彈簧的一種特殊結(jié)構(gòu)形式。膜片彈簧上的徑向開槽部分像一圈瓣片，它的作用是，當(dāng)離合器分離時(shí)作為分離杠桿。分離爪與碟簧部分交接處的徑向槽較寬呈長方 圓形孔 。 16 圖 膜片彈簧的彈性特性曲線 1 2/ ?hH 2 2/ ?hH 3 22/2 ?? hH 4 22/ ?hH 5 22/ ?hH 為保證離合器壓緊力變化不大和操縱方便，汽車離合器用膜片彈簧的 H/h 通常在～ 2 范圍內(nèi)選取。 R/r 選擇 通過分析表明， R/r 越小，應(yīng)力越高，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響越大。本設(shè)計(jì)中取 ?rR ，摩擦片的平均半徑 854 ??? dDRcmm， cRr? 取 80?r mm則 100?R mm 則 ?rR 。范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)中? ? ? ?rRHrRH ???? a r c t a n? 得 ?? 176。之間，合格。 切槽寬度 ~ ?? mm， 10~92 ?? mm，取 31 ?? mm， 102?? mm， er 應(yīng)滿足 2??? err的要求。本設(shè)計(jì)取 991?R mm， 17 801?r mm。國內(nèi)常用的碟簧材料的為 60SizMnA，當(dāng)量應(yīng)力可取為 1600～ 1700N/mm2。 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì) （ 1）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的 hH 與初始錐角 ? ?rRH ?