【正文】 較高的摩擦系數(shù)，故通常用灰鑄鐵鑄造而成，其金相組織呈珠光體結(jié)構(gòu)，硬度為 HB170～ 227，其摩擦表面的光潔度不低與 。在本設計中用材料為 3號灰鑄鐵 JS— 1，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。因此為了減輕重量和增加剛度，該離合器蓋采用厚度約為 4 ㎜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，因此它相對與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。其結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)在后續(xù)設計中確定。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。 本設計的是拉式膜片彈簧離合器， 采用如圖（ ）的的自動調(diào)心式分離軸承裝置，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)卦龃罅四て瑥椈傻母軛U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。 7 離合器膜片彈簧設計 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點 由前面可以知道，本設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，當離合器分離時作為分離杠桿。分離爪與碟簧部分交接處的徑向槽較寬呈長方 圓形孔。 膜片彈簧的變形特性和加載方式 由于膜片 彈簧采用推式結(jié)構(gòu)，故其正裝。當壓盤 —— 離合器蓋總成與飛輪裝合時，離合器蓋前端面向飛輪前端面靠攏。同時在壓盤處也作用有載荷 P1 。支承環(huán) 4和膜片彈簧壓盤接觸處之間的高度變化稱作大端變形 1? ，膜片彈簧分離軸承相對于壓盤高度的變化稱之為小端變形2? 。當 P2 力達到一定值時，膜片彈簧被壓翻。此時膜片彈簧大端處的變形 1? = f1? + b1? 。不同的 H/h值可以得到不同的特性 變形特性。 ⑵ hH = 2 如圖 H/h=≈ 2 的曲 線 ,彈性特性曲線在中間有一段很平直 ,變形的增加 ,載荷 P幾乎不變 .這種彈簧叫做零剛度彈簧 . ******大學 ****專業(yè)課程設計說明書 22 ⑶ 2 ＜ hH ＜ 2 2 如圖 hH = ,彈簧的特性曲線中有一段負剛度區(qū)域 ,即當變形增加時 ,載荷反而減少具有這種特性的膜片彈簧很適合用于作為離合器的壓緊彈簧 ,因為可利用其負剛度區(qū) ,達到分離離合器時載荷下降 ,操縱省力的目的 ,當然負剛度過大也不適宜 ,以免彈 簧工作位置略微變動造成彈簧壓緊力過大 . ⑷ hH ＞ 2 如下圖 ,這種彈簧的的特性曲線中具有更大的負剛度不穩(wěn)定工作區(qū) ,而且有載荷為負值的區(qū)域 .這種彈簧適合于汽車液力傳動中的鎖止機構(gòu)。 其結(jié)構(gòu)示意圖見圖 ******大學 ****專業(yè)課程設計說明書 23 圖 膜片彈簧示意簡圖 H/h 比值的選取 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 及 R/r 確定 通過分析表明， R/r 越小，應力越高，彈簧越硬，彈性曲線受直徑誤差影響越大。本設計中取 ?rR ，摩擦片的平均半徑 ??? dDRcmm， cRr? 取 102?r mm則 ?R mm取整 128?R mm 則 ?rR 。 范圍內(nèi)，本設計中? ? ? ?rRHrRH ???? a r c t a n? 得 ?? 176。 之間，合格。 ******大學 ****專業(yè)課程設計說明書 24 n、切槽寬 1? 、窗孔槽寬 2? 、及半徑 re 汽車離合器膜片彈簧的分離指數(shù)目 n＞ 12，一般在 18 左右，采用偶數(shù)，便于制造時模具分度切槽寬 1? ≈ 3㎜， 2? ≈ 10㎜，窗孔半徑 re 一般情況下由 （ r－ re ）≈ (～ ) 2? ,所以取 r－ re =1 2? =10㎜ 可取得 n=18, 1? ≈ 3㎜， 2? ≈ 10㎜ 膜片彈簧的優(yōu)化設計 （ 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 ??? 應在一定范圍內(nèi)，即 ??? hH （ ） ? ? ????? rRH? （ ） （ 2）彈簧各部分有關尺寸的比值應符合一定的范圍，即 ??? rR （ ） 1 0 ??? hR （ ） （ 3） 為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，推式膜片彈簧的壓盤加載點半徑1R （或拉式膜片彈簧的壓盤加載點半徑 1r ）應位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間，即 推式： 24/)( 1 DRdD ??? （ ） 拉式： mmDrdD 1252/)( 1 ?????? （ ） （ 4） 根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求， 1R 與 R ， fr 與 0r 之差應在一定范圍內(nèi)選取，即 621 1 ???? RR （ ） 620 1 ???? rr （ ） 40 0 ??? rrf （ ） （ 5） 膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此杠桿比應在一定范圍內(nèi)選取，即 ******大學 ****專業(yè)課程設計說明書 25 推式： 111 ???? rR rr f （ ） 拉式： 111 ???? rR rR f （ ） 由此可得 34?fr mm， 320?r mm。膜片彈簧是具有特殊結(jié)構(gòu)的碟形彈簧，在碟簧的小端伸出許多由徑向槽隔開的掛狀部分 —— 分離指。因此，碟形彈簧有關設計公式對膜片彈簧也適用。 凸點： 31 ?? mm時 ， ?F N ******大學 ****專業(yè)課程設計說明書 26 凹點： ?? mm時， ?F N 拐點： ?? mm時， ?F N 當離合器分離時，膜片彈簧加載點發(fā)生變化。由 112 ????? Frr rRF f （ ） 11112 ?? ???? rR rr f （ ） 膜片彈簧工作點的數(shù)據(jù) 1? 3 2? 1F 2F 應力計算 假定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 O 轉(zhuǎn)動（圖 ）?，F(xiàn)選定坐標于子午斷面，使坐標原點位于中性點 O。 當 0t ?? 時 X)2(Y ???? ，因為 )2( ??? 的值很小，我們可以將 )2( ??? 看成)2(tg ??? ，由上式可寫成 X)2(tgY ???? 。從式（ ）可以看出當 eX ?? 時無論取任何值，都有 e)2(Y ????? 。由此可知，碟簧部分內(nèi)緣點 B處切向壓應力最大， A處切向拉應力最大，分析表明， B點的切向應力最大，計算膜片彈簧的應力只需校核 B處應力就可以了，將 B點的坐標 X=（ er）和 Y=h/2 代入（ ）式有： ? ? ? ? }222{1 22 ???? ??????? ???????? hdrereretB （ ） ******大學 ****專業(yè)課程設計說明書 28 令 0d Bd t ???可以求出切向壓應力達極大值的轉(zhuǎn)角 ? ?re2 hP ????? 由于： )104/128ln( 102128)ln( ????? rR rRemm 所以： ?P? ， 2365?tB? N/mm2 B點作為分離指根部的一點，在分離軸承推力 F2作用下還受有彎曲應力： ? ? 2r2frB hbn Frr6 ????? （ ） 式中 n—— 分離指數(shù)目 n=18 br—— 單個分離指的根部寬 322182 0 ????? ?? rb r mm 因此： ?rB? N/mm2 由于 σ rB是與切向壓應力 σ tB垂直的拉應力，所以根據(jù)最大剪應力強度理論， B點的當量應力為： ?????? tBrBBj ??? N/mm2 1700][ ?? BjBj ?? N/mm2 膜片彈簧的設計應力一般都稍高于材料 的局限，為提高膜片彈簧的承載能力，一般要經(jīng)過以下工藝：先對其進行調(diào)質(zhì)處理，得到具有較高抗疲勞能力的回火索氏體，對膜片彈簧進行強壓處理（將彈簧壓平并保持 12～ 14h），使其高應力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應力，對膜片彈簧的凹表面進行噴丸處理，提高彈簧疲勞壽命，對分離指進行局部高頻淬火或鍍鋁，以提高其耐磨性。 8 扭轉(zhuǎn)減震器設計（不作要求） 9 離合器殼設計 在本設計中 ,由于不知道發(fā)動機曲軸 ,飛輪等零件的尺寸 ,因而只有本設計計算出的壓盤以及該離合 器的結(jié)構(gòu)特點和以往經(jīng)驗來確定。該離合器蓋外殼底蓋采用厚為 ㎜的 08鋼板材料沖壓而成 ,再在表面圖防銹漆。 結(jié)構(gòu)方面：根據(jù)設計要求，考慮到使用條件和其顯著的優(yōu)點，選用帶扭轉(zhuǎn)減振器的單片拉式膜片彈簧離合器，壓盤驅(qū)動方式采用傳動片傳動，分離軸承采用自動調(diào)心式分離軸承，操縱機構(gòu)采用液壓式。根據(jù)膜片彈簧基本參數(shù)之間的約束關系，初步確定了膜片彈簧的尺寸參數(shù)，并通過優(yōu)化程序得出了膜片彈簧尺寸的優(yōu)化值，并進一步確定了膜片彈簧的工作點，同時進行了強度校核。膜片彈簧采用 65Si2MnA，其中所含硅成分提高了機件的彈性，所含錳，加強了耐高溫性；傳動片采用 80剛，滿足其強度需要；壓盤采用 HT200，提高了耐磨性；離合器蓋從用鑄鐵，提高了散熱能力；設計后的離合器溫升校核合格。 由于自己的水平有限，本次設計中可能有很多錯誤和遺漏，希望各位老師批評******大學 ****專業(yè)課程設計說明書 31 指正。在畫圖室 王元良等 老師詳細的給我們講解了離 合器的結(jié)構(gòu)和工作原理，還指出我們圖紙上的一些錯誤，在這里謝謝 老師的指導。在這里，一并感謝。在之后的時間里應該加強基本理論知識和繪圖軟件的學習，并且把理論知識運用到實踐中，使所學的東西能真正運用出來。 ******大學 ****專業(yè)課程設計說明書 34 ******大學 ****專業(yè)課程設計說明書 35