【正文】 110 10 29 23 4 25 225 150 10 32 26 4 30 250 200 10 35 28 4 35 280 280 10 35 32 4 40 300 310 10 40 32 5 40 325 380 10 40 32 5 45 350 480 10 40 32 5 50 380 600 10 40 32 5 55 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 410 720 10 45 36 5 60 430 800 10 45 36 5 65 450 950 10 52 41 6 65 根據(jù)摩擦片的外徑 mmD 225? 與發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩 ??e mN? ， 由表 查得 10?n ， mmD 3239。 ? ， mmb 4? ， mml 30? ， MPaj ?? ，則由公式校核得： ?? MPaj ? ? ? MPaj ?? ?? MPaj ? ? ? MPaj 15?? 。 摩擦片的材料選取及與從動片的緊固方式 摩擦片的工作條件比較惡劣，為了保證它能長期穩(wěn)定的工作，根據(jù)汽車的使用條件，摩擦片的性能應滿足以下幾個方面的要求： 1) 應具有較穩(wěn)定的摩擦系數(shù)、溫度、單位壓力和滑磨速度的變化對摩擦系數(shù)的影響小。 3) 要有足夠的機械強度，尤其在高溫時的機械強度應較好。 5) 磨合性 能要好，不致刮傷飛輪及壓盤等零件的表面。 7) 結(jié)合時應平順而無“咬住”和“抖動”現(xiàn)象。這種摩擦片的缺點是材料的性能不穩(wěn)定，溫度、滑磨速度及單位壓力的增加都將摩擦系數(shù)的下降和磨損的加劇。 在該設(shè)計中選取的是編織 石棉基的摩擦材料。這種鉚接法還有緊固可靠和磨損后換裝摩擦片方便等優(yōu)點。如前面所述采用傳動式的傳力方式。 壓盤的幾何尺寸的確定 由于摩擦片的尺寸在前面已經(jīng)確定，故壓盤的內(nèi)徑也可因此而確定。 在離合器的結(jié)合過程中，由于滑磨功的存在，每結(jié)合一次都要產(chǎn)生大量的熱，而每次結(jié)合的時間又短（大約在 3秒鐘左右），因此熱量根本來不及全部傳到空氣中去，這樣必須導致摩擦副的溫升。它不僅會引起摩擦片摩擦系數(shù)的下降，磨損加劇，嚴重時甚至會引起摩擦片和壓盤的損壞。 2) 壓盤應有較大的剛度。鑒于以上兩個原因壓盤一般都做得比較厚（載重汽車上一般不小于 mm15 ），但一般不小于 mm10 。 壓盤傳動片的材料選擇 壓盤形狀一般比較 復雜，而且還需要耐磨，傳熱性好和具有較高的摩擦系數(shù)，故通常用灰鑄鐵而造成，其金相組合呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度為 HB170～ 22，其摩擦畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 表面的光潔度不低于 。 在本設(shè)計中材料為 HT200，工作表面光潔度取為 。此外，它還是離合器壓緊彈簧和分離杠桿的支承殼體 [15]。因此為了減輕重量和增加剛度，該離合器蓋采用厚度約為 4mm的低碳鋼板（如 08 鋼板）沖壓成帶加強筋和卷邊的復雜形狀。 3） 離合器的對中問題 離合器蓋內(nèi)裝有分離杠桿、壓盤、壓緊彈簧等重要零件，因此它相對于飛輪必須有良好的對中，否則會破壞離合器的平衡， 嚴重影響離合器的工作。 傳力片的設(shè)計及強度校核 初定離合器壓盤傳力片的設(shè)計參數(shù)： 設(shè) 3 組傳力片（ 3?i ），每組 3片（ 3?n ），傳力片的幾何尺寸為：寬度mmb 15? ；厚度 mmh 1? ；傳力片上兩孔之間距離 mml 54? ；孔的直徑 mmd 5? ；傳力片切向布置，圓周半徑 mmR 128? ；傳力片材料的彈性模量 MPa5102??＝ 。 ② 壓盤和離合器蓋組裝成總成時， 0??e ，通過分析計算可知 mmf 5max ? ，計算最大應力 MP al Ehf 1102533 2521m a xm a x ????????。傳力片的彎曲總剛度， ??? ，當 ?f 時，其彈性恢復力為 3 41 0 0 6 6 ??????? ? fKF 彈 ，認為合理。 a. 正向驅(qū)動： inR bhTinR bhfTl Ehf ee m a x2m a xm a x21m a xm a x 63 ???? 11512833 225 ????????? ???????? ? b. 反向驅(qū)動： inR bhTinR bhfTl Ehf ee m a x2m a xm a x21m a xm a x 63 ???? 11512833 225 ????????? ???????? ? 可見反向驅(qū)動最危險，由于在取計算載荷時比較保守，明顯偏大，因此傳力片的許用應力可取屈服極限。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 第 6章 離合器分離裝置設(shè)計 分離桿的設(shè)計 本設(shè)計采用的是膜片彈簧的壓緊機構(gòu)，分離桿的作用由膜片彈簧中的分離指來完成。在傳統(tǒng)離合器中采用的分離軸承主要有徑向止推軸承和止推軸承。 圖 拉式自動調(diào)心式分離軸承裝置 1－軸承內(nèi)圈 2－軸承外圈 3－外罩殼 4－波形彈簧 5－分離套筒 6－碟形彈簧 7－檔環(huán) 8－彈性鎖環(huán) 本人設(shè)計的是帶摩擦片厚度報警器的離合器，采用如圖 離軸承裝置，圖中在軸承外圈 2 和分離套筒 5 外凸緣和外罩殼 3 之間以及內(nèi)圈 1與分離套 筒內(nèi)凸緣之間都留用徑向間隙，這些間隙保證了分離軸承相對于分離套畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 筒可徑向移動 1mm 左右。當膜片彈簧旋轉(zhuǎn)軸線與軸承不同心時，分離軸承便會自動徑向浮動到與其同心的位置，以保證分離軸承能均勻壓緊各分離指舌尖部。另外，分離軸承由傳動的外圈轉(zhuǎn)動改為內(nèi)圈轉(zhuǎn)動、外圈固定不轉(zhuǎn)，由內(nèi)圈來推動分離指結(jié)構(gòu)，適當?shù)?增大了膜片彈簧的杠桿比，且由于內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，在離心力作用下，潤滑脂在內(nèi)、外圈間的循環(huán)得到改善，提高了軸承使用壽命。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 第 7章 離合器膜片彈簧設(shè)計 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點 由前面可以知道，本設(shè)計中的壓緊彈簧是膜片彈簧。 膜片彈簧在結(jié)構(gòu)形狀上分為兩部分。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分?？梢哉f膜片彈簧的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，當離合器分離時作為分離杠桿，故它又稱分離爪。這樣做，一方面可以減少分離爪根部應力集中，一方面又可用來安置銷釘固定膜片彈簧，分離爪根部的過渡圓角 ?R [16]。離合器在分離和結(jié)合時，膜片彈簧的加載情況不一樣，相應的有兩種加載方式和變形情況： 1) 接合時：離合器接合時，膜片彈簧起壓緊彈簧之用，在壓盤 —— 離合器蓋總成未與飛輪裝合以前，膜片彈簧近似處于自由狀態(tài)，膜片彈簧對壓盤無壓緊作用。因此，離合器蓋通過支承環(huán) 4 對膜片施加載荷 1P ，膜片彈簧幾乎變平。我們把 1P 稱作壓緊力。 2) 分離時：當分離 軸承以 2P 力作用在膜片彈簧的小端時，支承環(huán) 4逐漸不起作用，而支承環(huán) 5開始起作用。分離時在膜片彈簧的大端處及小端處將進一步產(chǎn)生附加變形 f1? 和 f2? 。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 膜片彈簧的參數(shù)尺寸確定 在設(shè)計膜片彈簧時，一般初步選定其全部尺寸然后進行一系列的驗算，最后優(yōu)選最合適的尺寸。一般汽車膜片彈簧的 hH 值的范圍在 ～ 之間。 R 及 rR/ 確定 比值 rR/ 對彈簧的載荷及應力特性都有影響，從材料利用率的角度，比值在～ 時，碟形彈簧儲存彈性的能力為最大，就是說彈簧的質(zhì)量利用率較好。對于汽車離合器的膜片彈簧，設(shè)計上并不需要儲存大量的彈性能，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)布置與分離的需要來決定，一般 rR/ 取值為 ～ 。此外，當 H ， h 及 rR/ 等不變時，增加 R 有利于膜片彈簧應力的下降。 所以 ＝rR 。 膜片彈簧小端半徑 fr 及分離軸承的作用半徑 pr fr 的值主要由結(jié)構(gòu)決定，最小值應大于變速器第一花鍵外徑，分離軸承作用半徑 pr 大于 fr 。 ? ，要使 ?fr2 39。 分離指數(shù)目 n 、切槽寬 1? 、窗孔槽寬 2? 及半徑 ?r 汽車離合器膜片彈簧的分離指數(shù)目 12?n ，一般在 18左右，采用偶數(shù)；制造時模具分離指切槽寬 ~ ?? ，窗孔槽寬 mm1092 ～?? ；窗孔半徑 ?r 一般情況下由 ? ? ? ? ~ ?? ?? rr ，所以取 ? ? mmrr 2 ??? ?? ，參考下表 。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 壓盤加載點半徑 1R 和支承環(huán)加載點半徑 1r 的確定 1r 應略大于且等于接近 r ， 1R 應略小于 R 且盡量接近 R 。膜片彈簧應用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。 公差與精度 離合器蓋的膜片彈簧支承處，要具有大的剛度和高的尺寸精度，壓力盤高度（從承壓點到摩擦面的距離）公差要小，支承環(huán)和支承鉚釘安裝尺寸精度要高，耐磨性要好。 1． 目標函數(shù) 目前，國內(nèi)關(guān)于膜片彈簧優(yōu)化設(shè)計的目標函數(shù)主要有以下幾種： 1) 彈簧工作時的最大應力為最小。 3) 在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承上的分離操縱力的平均值為最小。 5) 選 3）和 4）兩個目標函數(shù)為雙目標。 2. 設(shè)計變量 從膜片彈簧彈性特性計算式 ? ? ? ? ? ?? ? ?????? ????????? ??????????? ?????????? ???? 21111112112111 2ln16 hrR rRHrR rRHrR rRhfF ??????（ 7－ 2） 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 可以看出，應選取 H 、 h 、 R 、 r 、 1R 、 1r 這六個尺寸參數(shù)以及在接合工作點相應于彈簧工作壓緊力 BF1 的大端變形量 B1? （圖 ）為優(yōu)化設(shè)計變量，即 ? ? ? ??? ?? BrH h R r RxxxxxxxX 1117654321 ?（ 7－ 3） 圖 膜片彈簧工作點位置圖 3. 約束條件 1）應保證所設(shè)計的彈簧工作壓緊力 BF1 與要求的壓緊力 YF 相等，即 BF1 ＝ YF 2）為了保證各工作點 A、 B、 C有較合適的位置（ A 點在凸點 M左邊， B 點在拐點 H附近， C 點在凹點 N附近，如圖 7－ 4 所示），應正確選擇 B1? 相對于拐點 H1?的位置，一般 ~ ?HB ?? ，即 111 ????????? ??? rR rRHB? A 點（或 A點）的最大拉應力 max39。39。因此，為了保證在加工精度范圍內(nèi)彈簧的工作性能，必須使由制造誤差引起的彈簧壓緊力的相對偏差不超過某一范圍，即 ???????? B rRhH F FFFF （ 7－ 6） 式中： HF? H的制造誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值； hF? h的制造誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值； RF? R的制造誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值； rF? r的制造誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值。（ 7－ 6） 式中： BF1? 離合器裝配誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值。彈性元件的主要作用是降低傳動系的首端扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階（通常為三階）固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避開由發(fā)動機轉(zhuǎn)矩主諧量激勵引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振動能量 [1。 2) 增加傳動系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài)扭振。 4) 緩和非穩(wěn)定工況下傳動系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷，改善離合器的接合平順性。單級線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性，其彈性元件一般采用圓柱螺旋彈簧，廣泛應用于汽油機汽車中。在扭轉(zhuǎn)減振器中，另設(shè)置一組剛 度較小的彈簧，使其在發(fā)動機怠速工況下起作用，以消除變速器怠速噪聲。在柴油機汽車中，目前廣泛采用具有怠速級的二級或三級非線性扭轉(zhuǎn)減振器。 扭轉(zhuǎn)減震器參數(shù) 減振器的扭轉(zhuǎn)剛度 ?k 和阻尼摩擦元件間的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩 ?? 是兩個主要參數(shù)，決定了減振器的減振效果。 1． 極限轉(zhuǎn)矩 j? 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 極限轉(zhuǎn)矩是指減振器在消除了限位銷與從動 盤轂缺口之間的間隙 1? 時所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷起作用時的轉(zhuǎn)矩。（ 8－ 1） 式中，商用車：系數(shù)取 ；乘用車：系數(shù)取 。因此， j? 也可按下式選取 102m axgrj ii rG ?? ???? （ 8－ 2） 式中： 2G 滿載汽車后驅(qū)動橋靜載荷； ? 附著系數(shù)，計算時取 ?? ； r 車輪滾動半徑； 0i 主減速比； 1gi 變速器 一檔傳動比。 ?k 決定于減震彈簧的線性剛度及其結(jié)構(gòu)布置尺寸。此時所需加在從動片上的轉(zhuǎn)矩為 ?202100 RKZ j?? （ 8－ 3） 式中： ? 使從動片相對從動盤轂轉(zhuǎn)過 ? ?rad? 所需加的轉(zhuǎn)矩 ? ?mN? ； K