【正文】 沖壓成依次向不同方向彎曲的波浪形?！?T”形槽還可以減小由于摩擦發(fā)熱而引起的從動(dòng)片翹曲變形。 2）將扇形波形片的左、右凸起段分別與左、右側(cè)摩擦片鉚接。 3）利用階梯形鉚釘桿的細(xì)段將成對(duì)波形片的左片鉚在左側(cè)摩擦片上，并交替地把右片鉚在右側(cè)摩擦片上。它主要應(yīng)用于中、高級(jí)轎車。這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，但強(qiáng)度較高，傳遞轉(zhuǎn)矩能力大，主要應(yīng)用于貨車上，尤其是重型貨車。 鑒于以上各點(diǎn)，近年來(lái)，摩擦材料的種類增長(zhǎng)極快。 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 左右。 所以目前正在研制具有傳熱性好、強(qiáng)度高、耐高溫、耐磨和較高摩擦系數(shù)（可達(dá) 左右）的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。固緊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)，黃銅鉚接有較高的強(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。 由表 ： 摩擦片外徑 D=250mm 摩擦片內(nèi)徑 d=155mm 摩擦片厚度 h= 摩擦片內(nèi)外徑比 d/D= 通過(guò)以上數(shù)據(jù)，可以用 CATIA 畫出摩擦片（如圖 ） 圖 摩擦片 24 從動(dòng)片的選擇和設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)，為了減輕其重量，并使其質(zhì)量的分布盡可能的靠近旋轉(zhuǎn)中心，以獲得最小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。慣性力的大小與從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比，因此為了減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以減輕變速器換擋時(shí)的沖擊，從動(dòng)片一般都做得很薄，通常用~ 厚的鋼板沖制而成。 具有軸向彈性的從動(dòng)片有以下 3種結(jié)構(gòu)形式：整體式彈性從動(dòng)片（如圖 ）、分開(kāi)式彈性從動(dòng)片（如圖 ）和組合式彈性從動(dòng)片（如圖 ） ［ 17］ 。 圖 分開(kāi)式彈性從 動(dòng)片 1波形彈簧； 6摩擦片； 3摩擦片鉚釘； 4從動(dòng)片； 5波形彈簧鉚釘 25 分開(kāi)式彈性從動(dòng)片如圖 所示，可以消除整體式彈性從動(dòng)片的缺點(diǎn)，但是對(duì)制造、裝配等要求較高，制造成本較高，一般用于小轎車上。為保證 從動(dòng)片的彈性作用，波形彈簧片的壓縮行程可取~ 之間，至少不應(yīng)小于 。 從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì) 從動(dòng)盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的全部轉(zhuǎn)矩。 從動(dòng)盤的軸向長(zhǎng)度不宜過(guò)小，以免在花鍵軸上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一般取。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍鉻工 藝：對(duì)減振彈簧窗口及從動(dòng)片配合，應(yīng)進(jìn)行高頻處理。 26 表 離合器從動(dòng)盤轂花鍵尺寸系列 從動(dòng)盤轂和變速器第 1軸的花鍵集接合方式，眼下都是采用齒測(cè)定心的舉矩形花鍵，結(jié)構(gòu)形狀如圖 所示。我國(guó)生產(chǎn)的離合器，其從動(dòng)盤花鍵多用 SAE標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)尺寸見(jiàn)表 圖 從動(dòng)盤轂花鍵 摩擦片 外徑 D/mm 發(fā)動(dòng)機(jī)的 最大轉(zhuǎn)矩 Temax/N39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。 m，由表 查得 n=10，D′ =35mm， d′ =28mm， b=4mm， l=35mm，σ j=。39。 減振器的設(shè)計(jì)和三維圖 減振器的功能 為了降低汽車傳動(dòng)系的振動(dòng)，通常在傳動(dòng)系中串聯(lián)一個(gè)彈性一阻尼裝置，它就是裝在離合器從動(dòng)盤上的扭轉(zhuǎn)減振器。 減振器的結(jié)構(gòu)類型的選擇 圖 給出了 幾種扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)圖，它們之間的差異在于采用了不同的彈性元件和阻尼裝置。在這種結(jié)構(gòu)中，從動(dòng)片和從動(dòng)盤毅上都開(kāi)有 6 個(gè)窗口，在每個(gè)窗口中裝有一個(gè)減振彈簧，因而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩由從動(dòng)片傳給從動(dòng)盤毅時(shí)必須通過(guò)沿從動(dòng)片圓周切向布置的彈簧，這樣即將從動(dòng)片和從動(dòng)盤毅彈性地連接在一起，從而改變了傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度。這種具有線性特性的扭轉(zhuǎn)減振器，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，廣泛用于汽油機(jī)汽車中。這種非線性扭轉(zhuǎn)減振器，廣泛為現(xiàn)代汽車尤其是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車所采用。為此，可使扭轉(zhuǎn)減振器具有兩級(jí)或三級(jí)非線性彈性特性。線性扭轉(zhuǎn)減振器只能在一種載荷工況 (通常為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 )下有效地工作，而三級(jí)非線性扭轉(zhuǎn)減振器的彈性特性則擴(kuò)大了適于其有效工作的載荷工況范圍，這有利于避免傳動(dòng)系共振，降 低汽車在行駛和怠速時(shí)傳動(dòng)系的扭振和噪聲。雖然其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、橡膠變形時(shí)具有較大的內(nèi)摩擦，因而不需另加阻尼裝置，但由于它會(huì)使從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量顯著增大，且在離合器熱狀態(tài)下工作需用專門的橡膠制造，因此尚未得到廣泛采用。其結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單，但當(dāng)摩擦片磨損后，阻尼力矩便減小甚至消失。 扭轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定 扭轉(zhuǎn)減振器的角剛度 減振器 扭轉(zhuǎn) 角剛度 Ca 決定于減振彈簧的線剛度及結(jié)構(gòu)布置尺寸，按下列公式初選角剛度 Ca≤ 13Tj （ ） 式中 ： Tj 為極限轉(zhuǎn)矩，按下式計(jì)算 Tj =~2Temax （ ） 式中 ： 適用 乘 用車， 適用 商 用車，本設(shè)計(jì)為 乘用車 ，選取 ， maxeT 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，代入數(shù)值得 Tj =388 N m/rad。一般可按下式初選為 T? =～ （ ） 取 T? = ，本設(shè)計(jì)按其選取 T? = 扭轉(zhuǎn)減振器的預(yù)緊力矩 減振彈簧安裝時(shí)應(yīng)有一定的預(yù)緊。 一般選取 T預(yù) = = N 扭轉(zhuǎn)減振器的彈簧分布半徑 減振彈簧的分布尺寸 R1的尺寸應(yīng)盡可能大一些，一般取 R1 =（ ~） D/2 （ ） 其中 D 為摩擦片內(nèi)徑，代入數(shù)值，得 R1 =56mm。 表 減振彈簧的選取 離合器摩擦片外徑 D 減振彈簧數(shù)目 Z 225～ 250 4～ 6 250～ 325 6～ 8 325～ 355 8～ 10 350 10 以上 扭轉(zhuǎn)減振器減振彈簧的總壓力 當(dāng)限位彈簧與從動(dòng)盤轂之間的間隙被消除時(shí)，彈簧傳遞扭矩達(dá)到最大 Tj P總 =RTj1 （ ） 式中 ： P總 的計(jì)算應(yīng)按 Tj的大者來(lái)進(jìn)行 P總 =。 從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤轂的最大轉(zhuǎn)角 2 arcsin 2la R?? （ ） = 限位銷與從動(dòng)盤缺口側(cè)邊的間隙 2sinaR?? （ ） 式中 ： R2為限位銷的安裝半徑， λ 一般為 ～ 4mm。 限位銷直徑 限位銷直徑 39。d =～ 12mm，本設(shè)計(jì)取 39。 從動(dòng)盤轂缺口寬度及安裝窗口尺寸 為充分利用減振器的緩沖作用，將從動(dòng)片上的部分窗口尺寸做的比從動(dòng)盤轂上的窗口尺寸稍大一些，如圖 所示。這樣，當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)鱽?lái)沖擊時(shí)，開(kāi)始只有部分彈簧參加工作，剛度較小，有利于緩和沖擊。 減振彈簧的尺寸確定 在初步選定減振器的主要尺寸后，即可根據(jù)布置上的可能來(lái)確定和減振彈簧設(shè)計(jì)的相關(guān)尺寸。本設(shè)計(jì)選取2D =12。代入數(shù)值，得 1d =，符合上述要求 。 減振彈簧的總?cè)?shù) ? ? 2ni?? ～ =。 減振彈簧的總變形量 ： Pl c?? （ ） = 減振彈簧的自由高度 ： 0 minl l l? ?? （ ） = 減振彈簧的預(yù)變形量 ： 39。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。分離指與碟簧部分小端交接處的徑向槽較寬且呈長(zhǎng)方孔，分離指根部的過(guò)渡圓角半徑應(yīng)大于 ，以減少分離指根部的應(yīng)力集中，長(zhǎng)方孔又可用來(lái)安置銷釘固定膜片彈簧。不同的 H/h 值有不同的彈性特性 (見(jiàn)圖 )。當(dāng) (H/h)= 2 ，特性曲線上有一拐點(diǎn)，若 (H/h)=≈ 2 ，則特性曲線中段平直，即變形增加但載荷 P 幾乎不變，故這種彈簧稱零剛度彈 簧。這種特性很適于作為離合器的壓緊彈簧。當(dāng)然，負(fù)剛度也不宜過(guò)大，以免彈簧工作位置略微變動(dòng)就引起彈簧壓緊力過(guò)大的變化。當(dāng) (H/h)= 2 則特性曲線的極小點(diǎn)落在橫 坐標(biāo)軸上；當(dāng)(H/h)2 2 ，則特性曲線具有更大的負(fù)剛度區(qū)且具有載荷為負(fù)值的區(qū)域。 圖 碟形彈簧當(dāng)其大、小端部承受壓力時(shí)，載荷 P與變形久之間有如下關(guān)系： ? ? ?????? ??????? ????? 222 2)1( hHHAREh ??? ? （ ） 式中： E— 彈性模量，對(duì)于鋼： E=21 X 104MPa μ— 波桑比，鋼材料取 μ=0. 3； 35 h— 彈簧鋼板厚度， mm； H— 碟簧的內(nèi)截錐高， mm； R— 碟簧大端半徑， mm； A— 系數(shù)， ?????? ??? mmm 1ln6? m— 碟簧大、小端半徑之比， m=R/r。 圖 膜片彈簧在離合器接合和分離狀態(tài)時(shí)的受力以及變形 111111RrRrRrPPRr??? ?? ?? ????? ??? () 經(jīng)過(guò)整理式 （ ）可得如下關(guān)系式： 321 1 1 13 2 9 2 1 6 4 4 5 6 3P ? ? ?? ? ? （ ） 利用式（ ）可 繪 制 出膜 片 彈 簧 的 1P — 1? 特性曲線，如圖 所示。將（ ）與（ ）代入（ ）中， 1211 ffrrRr???? ? （ ） 11211 fRrPPrr?? ? （ ） 可得到 2P 與 2? 的關(guān)系式 （ ），式中 fr 為 分離 軸承作用半徑 fr =25mm 322 2 2 26 5 4 1 8 8 6 2? ? ? ?? ? ? （ ） 膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算 前述膜片彈簧的載荷與變形之間的關(guān)系式，是在假定膜片彈簧在承載過(guò)程中，其子午截面無(wú)變形而只是剛性地繞該截面上的某一中性點(diǎn) O轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下推導(dǎo)出的。 O 點(diǎn)以外的截面上的點(diǎn)，一般均產(chǎn)生切向應(yīng)變，故亦有切向應(yīng)力。 經(jīng)計(jì)算 t? =537MPa， 不大于 1500~1700Mpa，符合適用強(qiáng)度。一般汽車的膜片彈簧離合 器多?。? ?? hH 其中： h 為鋼板厚度，取 2mm， H/h 取等于 則膜片彈簧原始內(nèi)截錐高 H=3mm。選擇好曲線上的定工 圖 作點(diǎn)的位置很重要。 B 點(diǎn)為新離合器 (摩擦片無(wú)磨損 )在接合狀態(tài)時(shí)的工作點(diǎn)，通 常取在使其橫坐標(biāo)為 1B? =(～ ) 1? τ 的位置，以保證摩擦片在最大磨損 ?? 后的工作點(diǎn) A 處壓緊力變化不大。 C 點(diǎn)為離合器徹底分離時(shí)的工作點(diǎn)。 這里本離合器為單片式離合器，所以 cZ =2，該車型以城市公路為主，再考慮經(jīng)濟(jì)性，故取 0S? =lmm。 膜片彈簧大端半徑及大端半徑與分離指半徑比的選擇 膜片彈簧的大端半徑 R 應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求和摩擦片的尺寸來(lái)確定。 R/r 愈小，則彈簧材料的利用效率愈好。但對(duì)汽車離合器膜片彈簧來(lái)說(shuō)，并不要求儲(chǔ)存大量的彈性能，而應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)布置及壓緊力的需要，通常取 R/r=～ (即 左右 )。而 R/r=，所以 r=200mm?！?12176。 取 α=10176。 分離軸承作用半徑 fr 為標(biāo)準(zhǔn)件， fr 應(yīng) 大于ir。 分離指的數(shù)目和切槽寬及半徑 分離指的數(shù)目 n 多取為 18；切槽寬 1? =～ ； 2? =9～ l0mm；半徑 er 的取值應(yīng)滿足 (r er ) δ2的要求。 支承圈平均半徑和膜片彈簧與壓盤的接觸半徑 支承圈平均半徑 1r 與膜片彈簧與壓盤的接觸半徑 1R 的取值將影響膜片彈簧的剛度。 通過(guò)以上數(shù)據(jù)，可以用 CATIA 畫出膜片彈簧（圖 ） 圖 膜片彈簧 39 7 離合器操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 離合器踏板