機械畢業(yè)設(shè)計（論文）-基于proe下的輕型貨車離合器設(shè)計【全套圖紙三維】

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1、畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第1頁 摘 要 本論文主要目的是按照整車設(shè)計應(yīng)達到的性能參數(shù)進行離合器的匹配設(shè)計。 離合器是傳動系統(tǒng)中直接與發(fā)動機相連接的裝置。它的作用是平穩(wěn)接合、切斷發(fā) 動機和傳動系之間的動力傳遞。離合器可以保證汽車平穩(wěn)起步；避免變速器換擋時， 輪齒間發(fā)生劇烈的沖擊；防止傳動系中各零部件由于過載而損壞。 膜片彈簧離合器相對于螺旋彈簧離合器有著一系列的優(yōu)點：膜片彈簧的非線性特 性使在摩擦片整個磨損過程中保證壓盤受到壓緊力基本保持不變，保證離合器工作性 能更穩(wěn)定；膜片彈簧的分離指起到分離杠桿的作用，這樣，省去了多組分離杠桿裝置， 零件數(shù)目減少，質(zhì)量也減輕；在滿足相同壓緊力的情況下，

2、膜片彈簧的軸向尺寸較螺 旋彈簧小，在有限的空間內(nèi)便于布置，使離合器的結(jié)構(gòu)更為緊湊；同時膜片彈簧是圓 形旋轉(zhuǎn)對稱零件，平衡性好，在高速時，其壓緊力降低很少。并且制造工藝水平的不 斷提高，膜片彈簧離合器越來越廣泛運用在現(xiàn)在汽車中。 離合器主要由三部分組成：主動部分、從動部分和操作機構(gòu)。作者設(shè)計思路按照 這三個部分依次進行，設(shè)計過程簡要概述如下： 1) 根據(jù)整車應(yīng)達到一系列性能要求完成了汽車的總體設(shè)計。 2) 根據(jù)前面的汽車總體設(shè)計結(jié)果，對離合器基本尺寸、參數(shù)進行了選擇。 3) 對離合器各零部件進行匹配性設(shè)計，并進行校核計算。 4) 對操縱機構(gòu)的選型和設(shè)計。通過對機械式操縱機構(gòu)和液壓式操縱機構(gòu)系統(tǒng)適

3、 用場合和優(yōu)缺點的分析，選擇液壓式操縱機構(gòu)作為該輕型汽車的操縱機構(gòu)。 關(guān)鍵詞：離合器 操縱機構(gòu) 壓盤 膜片彈簧 非線性彈性特性 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706 Abstract The paper mainly designs the fundamental parameters of the clutch to make better match to the total performance parameter requirement of the 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第2頁 car. The clutch is the friction dev

4、ice which is connected with the engine directly in the power train .Its purpose is to provide smooth engagement and disengagement of the engine from manual transmission. By means of the clutch, it can make the car reasonable and comfortable start , avoid violent shock while shifting the gears inside

5、 the transmission and prevent each parts of the power train from damaging because of overload. Diaphragm spring clutch have some advantage over spiral spring clutch: During the whole abrasion of friction plate, the nonlinearity elastic property of diaphragm spring ensures the pressing force to the p

6、late remaining practically unchanged, Therefore, the working performance is much more stability. The center portion of the diaphragm spring is slit into numerous fingers that act as release levers. As several groups of the separation devices leaves out, the number of parts and the total mass decreas

7、e to some degree; under the same requirement pressing force circumstances, the axial dimension of the diaphragm spring is shorter than the spiral spring, Therefore, the clutch can depose compactness in confined space; diaphragm spring is circular rotational symmetry part so that it can obtain good b

8、alance at high speed. Meanwhile, with the improvement of manufacturing process levels, diaphragm spring clutch application in modern cars is doomed to becoming much more popularity. The dry clutch mechanism includes three basic parts: driving member, driven member and operating members. The author p

9、erforms his paper just in accordance with this turns, the procedure sum up as follows: 1) According to the overall requirement of the car, the overall design is accomplished 2) Based on the former overall design outcome, the fundamental structure and parameters is to be selected. 3) By the best matc

10、h principles, the author designs the various parts of diaphragm spring clutch appearance and material parameters .Through checking calculation and modification again and again, the results is good. 4) The operation device selecting and design. Compared the mechanical type control system with the hyd

11、raulic pressure type control system in strengths and weaknesses and application range, the author selects the hydraulic pressure type control system as the light- duty vehicles operation device. Key words：Clutch Operating Mechanism Pressure plate Diaphragm Spring Nonlinearity elastic property 畢業(yè)論文（設(shè)

12、計） 共 32 頁第3頁 目目 錄錄 第一章 前言 2 第二章 離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 2.1 離合器的結(jié)構(gòu)選擇與類型 5 2.2 壓緊彈簧布置形式的選側(cè) 6 2.3 壓盤的驅(qū)動方式 8 3.離合器的設(shè)計計算 11 3.1 離合器設(shè)計所需數(shù)據(jù)12 3.2 摩擦片主要參數(shù)的選擇12 3.3 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化14 3.4 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇16 3.5 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計17 3.6 膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系18 3.7 膜片彈簧的應(yīng)力計算20 3.8 扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計23 3.9 減振彈簧的設(shè)計25 3.10 操縱機構(gòu)26 3.11 從動軸的計算27 3.12 從動盤轂28 3.13 分離軸

13、承的壽命計算29 3.14 本章小結(jié)30 參考文獻31 致 謝32 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第4頁 第 1 章 前言 1.1 選題的目的 本次設(shè)計，我力爭把離合器設(shè)計系統(tǒng)化，為離合器設(shè)計者提供一定的參考價值。 拋棄傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器，設(shè)計新式的拉式膜片彈簧離合器是本次設(shè)計的主要 特點。 1.2 離合器發(fā)展歷史 近年來各國政府都從資金、技術(shù)方面大力發(fā)展汽車工業(yè)，使其發(fā)展速度明顯比其 它工業(yè)要快的多，因此汽車工業(yè)迅速成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志。 對于內(nèi)燃機汽車來說，離合器在機械傳動系中作為一個獨立的總成而存在，它是 汽車傳動系中直接與發(fā)動機相連接聽總成。目前，各種汽車廣泛采用的摩擦

14、式離合器 主要依靠主、從動部分之間的摩擦來傳遞動力且能分離的裝置。 在早期研發(fā)的離合器中，錐形離合器最為成功?，F(xiàn)今所用的盤片式離合器的先驅(qū) 是多片盤式離合器，它是直到 1925 年以后才出現(xiàn)的。20 世紀 20 年代末，直到進入 30 年代時，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才采用多片離合器。多年的實踐 經(jīng)驗和技術(shù)上的改進使人們逐漸趨向于首選單片干式離合器1。 近來，人們對離合器的要求越來越高，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)正逐步地 向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式的操縱形式正向自動操縱的形式發(fā) 展。因此，提高離合器的可靠性和延長其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動機的高轉(zhuǎn)速，增加離合 器傳遞轉(zhuǎn)矩

15、的能力和簡化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢。 隨著汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速、功率不斷提高和汽車電子技術(shù)的高速發(fā)展，人們對離合器 的要求越來越高。從提高離合器工作性能的角度出發(fā)，傳統(tǒng)的推式膜片彈簧離合器結(jié) 構(gòu)正逐步地向拉式膜片彈簧離合器結(jié)構(gòu)發(fā)展，傳統(tǒng)的操縱形式正向自動操縱的形式發(fā) 展。因此，提高離合器的可靠性和延長其使用壽命，適應(yīng)發(fā)動機的高轉(zhuǎn)速，增加離合 器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力和簡化操縱，已成為離合器的發(fā)展趨勢。隨著計算機的發(fā)展，設(shè)計 工作已從手工轉(zhuǎn)向電腦，包括計算、性能演示、計算機繪圖、制成后的故障統(tǒng)計等等。 1.3 離合器概述 按動力傳遞順序來說，離合器應(yīng)是傳動系中的第一個總成。顧名思義，離合器是 “離”與“

16、合”矛盾的統(tǒng)一體。離合器的工作，就是受駕駛員操縱，或者分離，或者 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第5頁 接合，以完成其本身的任務(wù)。離合器是設(shè)置在發(fā)動機與變速器之間的動力傳遞機構(gòu)， 其功用是能夠在必要時中斷動力的傳遞，保證汽車平穩(wěn)地起步；保證傳動系換檔時工 作平穩(wěn)；限制傳動系所能承受的最大扭矩，防止傳動系過載。為使離合器起到以上幾 個作用，目前汽車上廣泛采用彈簧壓緊的摩擦式離合器，摩擦離合器所能傳遞的最大 扭矩取決于摩擦面間的工作壓緊力和摩擦片的尺寸以及摩擦面的表面狀況等。即主要 取決于離合器基本參數(shù)和主要尺寸。膜片彈簧離合器在技術(shù)上比較先進，經(jīng)濟性合理， 同時其性能良好，使用可靠性高壽命長，結(jié)

17、構(gòu)簡單、緊湊，操作輕便，在保證可靠地 傳遞發(fā)動機最大扭矩的前提下，有以下優(yōu)點2： （1）結(jié)合時平順、柔和，使汽車起步時不震動、沖擊； （2）離合器分離徹底； （3）從動部分慣量小，以減輕換檔時齒輪副的沖擊； （4）散熱性能好； （5）高速回轉(zhuǎn)時只有可靠強度； （6）避免汽車傳動系共振，具有吸收震動、沖擊和減小噪聲能力； （7）操縱輕便； （8）工作性能（最大摩擦力矩和后備系數(shù)保持穩(wěn)定） ； maxe T （9）使用壽命長。 1.3.1 離合器的功用 離合器可使發(fā)動機與傳動系逐漸接合，保證汽車平穩(wěn)起步。如前所述，現(xiàn)代車用 活塞式發(fā)動機不能帶負荷啟動，它必須先在空負荷下啟動，然后再逐漸加載。發(fā)動機

18、 啟動后，得以穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的最低轉(zhuǎn)速約為 300500r/min，而汽車則只能由靜止開始起 步，一個運轉(zhuǎn)著的發(fā)動機，要帶一個靜止的傳動系，是不能突然剛性接合的。因為如 果是突然的剛性連接，就必然造成不是汽車猛烈攢動，就是發(fā)動機熄火。所以離合器 可使發(fā)動機與傳動系逐漸地柔和地接合在一起，使發(fā)動機加給傳動系的扭矩逐漸變大， 至足以克服行駛阻力時，汽車便由靜止開始緩慢地平穩(wěn)起步了。 雖然利用變速器的空檔，也可以實現(xiàn)發(fā)動機與傳動系的分離。但變速器在空檔位 置時，變速器內(nèi)的主動齒輪和發(fā)動機還是連接的，要轉(zhuǎn)動發(fā)動機，就必須和變速器內(nèi) 的主動齒輪一起拖轉(zhuǎn)，而變速器內(nèi)的齒輪浸在黏度較大的齒輪油中，拖轉(zhuǎn)它的阻力是

19、很大的。尤其在寒冷季節(jié)，如沒有離合器來分離發(fā)動機和傳動系，發(fā)動機起動是很困 難的。所以離合器的第二個功用，就是暫時分開發(fā)動機和傳動系的聯(lián)系，以便于發(fā)動 機起動。 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第6頁 汽車行駛中變速器要經(jīng)常變換檔位，即變速器內(nèi)的齒輪副要經(jīng)常脫開嚙合和進入 嚙合。如在脫檔時，由于原來嚙合的齒面壓力的存在，可能使脫檔困難，但如用離合 器暫時分離傳動系，即能便利脫檔。同時在掛檔時，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒 輪副圓周速度達到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會造成掛檔沖 擊甚至掛不上檔，此時又需要離合器暫時分開傳動系，以便使與離合器主動齒輪聯(lián)結(jié) 的質(zhì)量減小，這樣即可以減

20、少掛擋沖擊以便利換檔。 離合器所能傳遞的最大扭矩是有一定限制的，在汽車緊急制動時，傳動系受到很 大的慣性負荷，此時由于離合器自動打滑，可避免傳動系零件超載損壞，起保護作用。 1.3.2 現(xiàn)代汽車離合器應(yīng)滿足的要求 根據(jù)離合器的功用，它應(yīng)滿足下列主要要求： （1）能在任何行駛情況下，可靠地傳遞發(fā)動機的最大扭矩。為此，離合器的摩 擦力矩（）應(yīng)大于發(fā)動機最大扭矩（） ； c T maxe T （2）接合平順、柔和。即要求離合器所傳遞的扭矩能緩和地增加，以免汽車起 步?jīng)_撞或抖動； （3）分離迅速、徹底。換檔時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，會使換檔困難，引起齒輪的沖擊響聲；

21、 （4）從動盤的轉(zhuǎn)動慣量小。離合器分離時，和變速器主動齒輪相連接的質(zhì)量就 只有離合器的從動盤。減小從動盤的轉(zhuǎn)動慣量，換檔時的沖擊即降低； （5）具有吸收振動、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。尤其是對城市行駛的轎車和公共汽車， 非常重要； （8）摩擦式離合器，摩擦襯面要耐高溫、耐磨損，襯面磨損在一定范圍內(nèi)，要 能通過調(diào)整，使離合器正常工作。 1.3.3 離合器工作原理 如圖 1.1 所示，摩擦離合器一般是有主動部分、從動部分組成、壓緊機構(gòu)和操縱 機構(gòu)四部分組成。 離合器在接合狀態(tài)時，發(fā)動機扭矩自曲軸傳出

22、，通過飛輪 2 和壓盤借摩擦作用傳 給從動盤 3，在通過從動軸傳給變速器。當(dāng)駕駛員踩下踏板時，通過拉桿，分離叉、 分離套筒和分離軸承 8，將分離杠桿的內(nèi)端推向右方，由于分離杠桿的中間是以離合 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第7頁 器蓋 5 上的支柱為支點，而外端與壓盤連接，所以能克服壓緊彈簧的力量拉動壓盤向 左，這樣，從動盤 3 兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動機的扭矩就不再傳入變 速器，離合器處于分離狀態(tài)。當(dāng)放開踏板，回位彈簧克服各拉桿接頭和支承中的摩擦 力，使踏板返回原位。此時壓緊彈簧就推動壓盤向右，仍將從動盤 3 壓緊在飛輪上 2，這樣發(fā)動機的扭矩又傳入變速器。 1-軸承 2-飛輪

23、3-從動盤 4-壓盤 5-離合器蓋螺栓 6-離合器蓋 7-膜片彈簧 8-分離軸承 9-軸 圖 1.1 離合器總成 1.3.4 拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點 與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點：取消了中間支承各零件，并不 用支承環(huán)或只用一個支承環(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，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，傳動效率較高

24、， 踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約；無論在接合狀態(tài)%30%25 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 后不會形成間隙而增大踏板自由行程，不會產(chǎn)生沖擊和哭聲；使用壽命更長。 1.4 設(shè)計的預(yù)期成果 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第8頁 本次設(shè)計，我將取得如下成果：1、設(shè)計說明書：（1）離合器各零件的結(jié)構(gòu)； （2）離合器主要參數(shù)的選擇與優(yōu)化；（3）膜片彈簧的計算與優(yōu)化；（4）扭轉(zhuǎn)減振 器的設(shè)計；（5）離合器操縱機構(gòu)的設(shè)計計算。2、圖紙有：扭轉(zhuǎn)減振器、摩擦片、膜 片彈簧、從動盤、軸、壓盤、離合器總成。 第 2 章 離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 為了達到計劃

25、書所給的數(shù)據(jù)要求，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)車型的類別、使用要求、制造條 件，以及“系列化、通用化、標準化”的要求等，合理選擇離合器結(jié)構(gòu)。 2.1 離合器結(jié)構(gòu)選擇與論證 2.1.1 摩擦片的選擇 單片離合器因為結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動部分轉(zhuǎn) 動慣量小，在使用時能保證分離徹底接合平順，所以被廣泛使用于轎車和中、小型貨 車，因此該設(shè)計選擇單片離合器。摩擦片數(shù)為 2。 2.1.2 壓緊彈簧布置形式的選擇 離合器壓緊裝置可分為周布彈簧式、中央彈簧式、斜置彈簧式、膜片彈簧式等。 其中膜片彈簧的主要特點是用一個膜片彈簧代替螺旋彈簧和分離杠桿。膜片彈簧與其 他幾類相比又有以下幾個優(yōu)點9： （1）由

26、于膜片彈簧有理想的非線性特征,彈簧壓力在摩擦片磨損范圍內(nèi)能保證大 致不變，從而使離合器在使用中能保持其傳遞轉(zhuǎn)矩的能力不變。當(dāng)離合器分離時，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??； （3）高速旋轉(zhuǎn)時，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）由于膜片彈簧大斷面環(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。 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第9頁

27、 但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對材料質(zhì)量和尺寸精度要求高，其非線性特性在 生產(chǎn)中不易控制，開口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。近年來，由于材料性能的提 高，制造工藝和設(shè)計方法的逐步完善，膜片彈簧的制造已日趨成熟。因此，我選用膜 片彈簧式離合器。 2.1.3 壓盤的驅(qū)動方式 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9： （1）凸臺窗孔式：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： 壓盤上凸臺在傳動過程中存在滑動摩擦，因而接觸部分容易產(chǎn)生分離不徹底。 （2）徑向傳動驅(qū)動式：這種方式使用彈簧剛制的徑向

28、片將離合器蓋和壓盤連接 在一起，此傳動的方式較上一種在結(jié)構(gòu)上稍顯復(fù)雜一些，但它沒有相對滑動部分，因 而不存在磨損，同時踏板力也需要的小一些，操縱方便；另外，工作時壓盤和離合器 蓋徑向相對位置不發(fā)生變化，因此離合器蓋等旋轉(zhuǎn)物件不會失去平衡而產(chǎn)生異常振動 和噪聲。 （3） 徑向傳動片驅(qū)動方式：它用彈簧鋼制的傳動片將壓盤與離合器蓋連接在 一起，除傳動片的布置方向是沿壓盤的弦向布置外，其他的結(jié)構(gòu)特征都與徑向傳動驅(qū) 動方式相同。經(jīng)比較，我選擇徑向傳動驅(qū)動方式。 2.1.4 分離杠桿、分離軸承 分離杠桿的作用由膜片彈簧承擔(dān)，其作用是通過分離軸承克服離合器彈簧的推力 并推動壓盤移動，從而使壓盤與從動盤和從動

29、盤與飛輪相互分離，截斷動力的傳遞， 分離杠桿要具有足夠的強度和剛度，以承受反復(fù)作用在其上面的彎曲應(yīng)力，分離軸承 的作用是通過分離叉的作用使分離軸承沿變速器前端蓋導(dǎo)向套作軸向移動，推動旋轉(zhuǎn) 中的膜片彈簧中部分離前端，使離合器起到分離作用。分離本次設(shè)計選用的是油封軸 承，它可以將潤滑脂密封在軸承殼內(nèi)，使用中不需要增加潤滑，相比供油式軸承則需 增加。 2.1.5 離合器的散熱通風(fēng) 試驗表明，摩擦片的磨損是隨壓盤溫度的升高而增大的，當(dāng)壓盤工作表面超過 C 時摩擦片磨損劇烈增加，正常使用條件的離合器盤，工作表面的瞬時溫200180 度一般在C 以下。在特別頻繁的使用下，壓盤表面的瞬時溫度有可能達到180

30、 。過高的溫度能使壓盤受壓變形產(chǎn)生裂紋和碎裂。為使摩擦表面溫度不致過C 1000 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第10頁 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。改善離 合器散熱通風(fēng)結(jié)構(gòu)的措施有：在壓盤上設(shè)散熱筋，或鼓風(fēng)筋；在離合器中間壓盤內(nèi)鑄 通風(fēng)槽；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風(fēng)；在離合器外殼內(nèi)裝導(dǎo)流 罩。膜片彈簧式離合器本身構(gòu)造能良好實現(xiàn)通風(fēng)散熱效果，故不需作另外設(shè)置。 2.1.6 從動盤總成 從動盤總成由摩擦片，從動片，減震器和從動盤穀等組成。它雖然對離合器工作 性能影響很大的構(gòu)件，但是其工作壽命薄弱，因此在結(jié)構(gòu)和材料上的選擇是設(shè)計的重 點。從

31、動盤總成應(yīng)滿足如下設(shè)計要求： （1）轉(zhuǎn)動慣量要小，以減小變速器換檔時輪齒簡單沖擊； （2）應(yīng)具有軸向彈性，使離合器接合平順，便于起步，而且使摩擦面壓力均勻， 減小磨損。 （3）應(yīng)裝扭轉(zhuǎn)減振器，以避免傳動系共振，并緩和沖擊。 1、摩擦片要求 摩擦系數(shù)穩(wěn)定、工作溫度、單位壓力的變化對其影響要小，有足夠的機械強度和 耐磨性；熱穩(wěn)定性好，磨合性好，密度小；有利于結(jié)合平順，長期停放離合器摩擦片 不會粘著現(xiàn)象的。綜上所述，選擇石棉基材料。石棉基摩擦材料是由石棉或石棉織物、 粘結(jié)劑（樹脂或硅膠）和特種添加劑熱壓制成，其摩擦系數(shù)為 0.250.3，密度小， 價格便宜，多年來在汽車離合器上使用效果良好。同時，摩

32、擦片從動鋼片用鉚釘連接， 連接可靠，更換摩擦片方便，而且適宜在從動鋼片上裝波形彈簧片以獲得軸向彈性。 2、從動盤的軸向彈性 從動盤的軸向彈性可改善離合器性能，使離合器接合柔和，摩擦面接觸均勻，磨 損較小。為使從動盤有軸向彈性，單獨制造扇形波狀彈簧與從動鋼片鉚接。波狀彈簧 可用比鋼片輕薄的材料制造，軸向彈性較好，轉(zhuǎn)動慣量小，適宜高速旋轉(zhuǎn)，且彈簧對 置分布，彈性好。因此設(shè)計中選用此類彈簧。 3、扭轉(zhuǎn)減震器 扭轉(zhuǎn)減震器幾乎是現(xiàn)代汽車離合器從動盤上必備的部件，主要由彈性元件和阻尼 元件組成。彈性元件可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 固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避免由

33、發(fā)動機轉(zhuǎn)矩主諧量激勵引起的共 振。但是,這種共振往往難以避免。汽車行駛在不平的道路上行駛阻力也會時刻變化。 當(dāng)由于路面不平引起的激力頻率與傳動系的某階自振頻率重合時，也會發(fā)生共振現(xiàn)象。 阻尼元件則可有效的耗散此時的振動能量，因而扭轉(zhuǎn)減震器可有效地降低傳動系共振 載荷與噪聲。 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第11頁 扭轉(zhuǎn)減震器的彈性特性，又線性和非線性兩種。彈性元件采用圓柱螺旋彈簧的減 震器，其彈性特點為線性。阻尼元件采用摩擦片通過碟形彈簧建立阻尼默片的正應(yīng)力， 其阻尼力矩比較穩(wěn)定。因此發(fā)動機的扭矩實際上是通過一些彈性元件傳遞到傳動系的。 摩擦式扭轉(zhuǎn)減震器工作原理：離合器工作時，扭矩從摩擦片傳給

34、從動鋼片再傳給 從動盤轂，此時彈簧被壓縮，從動鋼片相對從動盤轂前移（從動轂邊緣上的缺口控制 著鋼片與轂的最大位移） 。 2.2 離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點 在進行離合器的具體設(shè)計時，首先應(yīng)保證傳遞發(fā)動機最大扭矩為前提，然后滿足 下列條件15: （1）如前所述，扇形波狀彈簧對置分布鉚接在從動鋼片上，并在從動盤上設(shè)置 扭轉(zhuǎn)減震器保證離合器接合柔和，摩擦片制成一定錐度（從動盤錐形量約為 0.5mm） 使其大端面向飛輪，這樣從動盤轂在從動軸（即變速器第一軸）花鍵上易于滑動，有 利于離合器徹底分離。 （2）離合器主動部分與從動部分的連接和支撐形式，離合器的主動部分包括飛 輪，離合器蓋與他們一起轉(zhuǎn)動并能軸向移動

35、的壓盤，壓盤通過鋼片與離合器蓋相連， 離合器從動部分有從動盤，從動軸，從動軸裝在飛輪與壓盤之間，可在從動軸花鍵上 滑動，設(shè)計時把離合器從動軸的前軸承安裝在發(fā)動機曲軸的中心孔內(nèi)。 （3）離合器從動軸的軸向定位及軸承潤滑，離合器從動軸在安裝后應(yīng)保持軸向 定位，在拆卸時便于離合器中抽出來。因此，設(shè)計時使從動軸前軸承外圓與飛輪為過 渡配合，而前軸承內(nèi)圈與從動軸為間隙配合，離合器的從動軸軸向定位是靠從動軸后 軸承來保證的。離合器分離軸承靠注入黃油潤滑的，而從動軸前軸承靠油杯定期注入 潤滑。 為防止?jié)櫥土鞯侥Σ烈r面，造成離合器打滑，除在軸承處安有自緊油封外， 還在飛輪上開泄油孔。 （4）離合器運動零件的

36、限位，離合器處于接合時為使壓盤與摩擦片很好接合， 應(yīng)使分離彈簧與分離軸承之間保持一定間隙，這是分離軸承回位彈簧加以保證。分離 時，應(yīng)對踏板的最大行程加以限制。 2.3 離合器主要零件的設(shè)計 2.3.1 從動盤 扇形波狀彈簧兩兩對置鉚接與從動鋼片上，兩側(cè)在鉚接摩擦片，鉚釘都采用鋁制 埋頭鉚釘，摩擦襯面在鉚接后腰磨削加工，使其工作表面的不平度誤差小于 0.2mm， 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第12頁 從動盤本體采用 45 號鋼沖壓加工得到，為防止其彎曲變形而引起分離不徹底，一般 在從動盤本體上設(shè)徑向切口。 2.3.2 摩擦片 摩擦片在性能上要滿足如下要求： （1）摩擦系數(shù)穩(wěn)定，工作溫度，滑磨速

37、度，單位壓力的變化對其影響； （2）具有足夠的機械強度和耐磨性，熱穩(wěn)定性好； （3）有利于接合平順；4.長期停放離合器摩擦面會發(fā)生粘著現(xiàn)象。 （4）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。石棉基摩擦材料密度小，工作溫度小35. 02 . 0 于 180，價格便宜，使用效果良好，在汽車離合器中廣泛使用。 2.3.3 膜片彈簧 膜片彈簧使用優(yōu)質(zhì)高精質(zhì)鋼。其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料為 60SiMnA。為了提高膜片彈簧的承載能力，要對膜片彈簧進行調(diào)質(zhì)處理，得具有高抗 疲勞能力的回火索氏體。要防止膜片內(nèi)緣離開，同時對膜片彈簧進行強壓處理

38、（將彈 簧壓平并保持小時） ，使其高壓力區(qū)產(chǎn)生塑性變形以產(chǎn)生殘余反向應(yīng)力，對膜1412 片彈簧的凹表面進行噴丸處理，噴丸是 0.8 的白口鐵小丸， 可提高彈簧的疲勞壽命。 同時，為提高分離指的耐磨性，對其進行局部高頻淬火式鍍鉻。采用乳白鍍鉻，若膜 片彈簧許用應(yīng)力可取為 15001700N/mm2。 2.3.4 壓盤 壓盤的材料選用 HT20-40 鑄造制成。它要有一定的質(zhì)量和剛度，以保證足夠的 熱容量和防止溫度升高而產(chǎn)生的彎曲變形。壓盤應(yīng)與飛輪保持良好的對中，并進行靜 平衡。壓盤的摩擦工作面需平整光滑，其端面粗糙不低于 0.8。壓盤殼用 M812mm 螺栓將其一端固定在飛輪端面上，另一端固定在

39、壓盤端面上。 2.3.5 離合器蓋 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（叢 承壓點到摩擦面的距離）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，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與曲軸中心線不同心，亦可引起鉚 釘?shù)倪^度。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、HRc40-50。 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第13頁 2.42.4 本章小結(jié) 本章系統(tǒng)介紹了膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)，并講述了離合器各零件的結(jié)構(gòu)和材料， 以及各部分的連接關(guān)系，為

40、下章離合器的計算打下基礎(chǔ)。 第 3 章 離合器的設(shè)計計算 3.1 離合器設(shè)計所需數(shù)據(jù) 表 3.1 離合器原始數(shù)據(jù) 汽車的驅(qū)動形式42 汽車最大加載質(zhì)量2000 kg汽車的質(zhì)量4325 kg 發(fā)動機位置前置 發(fā)動機最大功率75KW發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速4500r/min 發(fā)動機最大扭矩170N.m 離合器形式機械、干式、單片、膜片彈簧（壓式） 操縱形式液壓人力操縱 摩擦片最大外徑f=225mm 踏板行程mm15080 i0=6.17 ig1=5.913 ig2=2.659 ig3=1.775 ig4=1.000 汽車最大時速110 km/h 3.2 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

41、遞發(fā)動機扭矩的，為保證可靠度，離合器靜 摩擦力矩應(yīng)大于發(fā)動機最大扭矩 c T maxe T 摩擦片的靜壓力： （3.1） maxeC TT （ 式中：離合器后備系數(shù)（） 1 發(fā)動機的最大扭矩可由式: （3.2）求得 p e e n P T max max 9549 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第14頁 式中： Kw,r/min。 在 1.11.3 之間 ，取 =1.16，則75 max e P4500 p n N.m196 max e T （1）后備系數(shù) 是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動機最大扭矩的可靠程 度，選擇 時，應(yīng)從以下幾個方面考慮：a. 摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器 還

42、能確保傳遞發(fā)動機最大扭矩；b. 防止離合器本身滑磨程度過大；c. 要求能夠防止 傳動系過載。通常轎車和輕型貨車 =1.21.75。結(jié)合設(shè)計實際情況，故選擇 =1.5。 則有 可有表 3.2 查得 1.5。 表 3.2 離合器后備系數(shù)的取值范圍 車型后備系數(shù) 乘用車及最大總質(zhì)量小于 6t 的商用車1.201.75 最大總質(zhì)量為 614t 的商用車1.502.25 掛車1.804.00 摩擦片的外徑可有式: （3.3） 求得 maxeD TKD 為直徑系數(shù)，取值見表 3.3 取 得 D=221.11mm。 D K16 D K 表 3.3 直徑系數(shù)的取值范圍 車型 直徑系數(shù) D K 乘用車14.6

43、16.018.5(單片離合器)最大總質(zhì)量為 1.814.0t 的商用車 13.515.0(雙片離合器) 最大總質(zhì)量大于 14.0t 的商用車22.524.0 摩擦片的尺寸已系列化和標準化,標準如下表(部分): 表 3.4 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑 Dmm160180200225250280300325 內(nèi)徑 dmm110125140150155165175190 厚度/mm3.23.53.53.53.53.53.53.5 3 1 C 0.6870.6940.7000.6670.6200.5890.5830.585 DdC 0.6760.6670.6570.7030.7620.7960.

44、8020.800 單面面積 cm2106132160221302402466546 摩擦片的摩擦因數(shù)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f 度等因素?？捎杀?3.5 查得： 摩擦面數(shù) Z 為離合器從動盤數(shù)的兩倍，決定于離合器所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小及其結(jié) 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第15頁 構(gòu)尺寸。本題目設(shè)計單片離合器，因此 Z=2。離合器間隙 t 是指離合器處于正常接 合狀態(tài)、分離套筒被回位彈簧拉到后極限位置時，為保證摩擦片正常磨損過程中離合 器仍能完全接合，在分離軸承和分離杠桿內(nèi)端之間留有的間隙。該間隙 t 一般為 34mm。取 t=4mm。 表 3.5 摩擦材料的摩擦因數(shù)的

45、取值范圍 摩擦材料 摩擦因數(shù)f 模壓0.200.25石棉基材料 編織0.250.35 銅基0.250.35粉末冶金材料 鐵基0.300.50 金屬陶瓷材料 0.4 離合器的靜摩擦力矩為： （3.4） cc fFZRT 與式（3.1）聯(lián)立得： （3.5） 3 3 max 1 12 CfzD Te 代入數(shù)據(jù)得：單位壓力MPa。23 . 0 0 p 表 3.6 摩擦片單位壓力的取值范圍 摩擦片材料 單位壓力/MPa 0 p 模壓0.150.25石棉基材料 編織0.250.35 模壓粉末冶金材料 編織 0.350.50 金屬陶瓷材料0.701.50 3.3 摩擦片基本參數(shù)的優(yōu)化 （1）摩擦片外徑 D（

46、mm）的選取應(yīng)使最大圓周速度不超過 6570m/s，即 0 v m/sm/s （3.6）01.5310225 60 10 60 33 max Dnv eD 7065 式中，為摩擦片最大圓周速度（m/s） ；為發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速(r/min)。 0 v maxe n 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第16頁 （2）摩擦片的內(nèi)、外徑比應(yīng)在 0.530.70 范圍內(nèi)，即 C 7 . 067 . 0 53 . 0 C （3）為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動系過載，不同車型 的 值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為 1.24.0。 （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

47、位置 直徑約 50mm，即 0 2R mm 502 0 Rd （5）為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng) 小于其許用值，即 （3.7） 0 22 0 212 . 0 4 c c c T dDZ T T 式中，為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩(N.m/mm2)，可按表 3.6 選取 0c T 經(jīng)檢查,合格。 表 3.7 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值 離合器規(guī)格 210250210325250325 2 0 10/ c T 028030035040 （6）為降低離合器滑磨時的熱負荷，防止摩擦片損傷，對于不同車型，單位壓 力的最大范圍為 0.111.50MPa,即 0 p MPa

48、MPaMPa10 . 0 23 . 0 0 p50 . 1 （7）為了減少汽車起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生 燒傷,離合器每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值,即 （3.8） 22 4 dDZ W 式中,為單位摩擦面積滑磨(J/mm2)；為其許用值(J/mm2)，對于乘用車： J/mm2，對于最大總質(zhì)量小于 6.0t 的商用車：J/mm2，對于最大40. 033 . 0 總質(zhì)量大于 6.0t 商用車：J/mm2：W 為汽車起步時離合器接合一次所產(chǎn)生25 . 0 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第17頁 的總滑磨功（J） ，可根據(jù)下式計算 （3.9） 22 0 222

49、 1800 g rae ii rmn W 式中，為汽車總質(zhì)量(Kg)；為輪胎滾動半徑（m） ；為汽車起步時所用變速器 a m r r g i 擋位的傳動比；為主減速器傳動比；為發(fā)動機轉(zhuǎn)速 r/min，計算時乘用車取 0 i e n r/min，商用車取r/min。其中： m 2000150017 . 6 0 i913 . 5 1 g i6 . 0 r r Kg 代入式（3.9）得J，代入式（3.8）得4325 a m527.14431W ，合格。33 . 0 327 . 0 （8）離合器接合的溫升 mc W t 式中,t 為壓盤溫升,不超過C；c 為壓盤的比熱容，J/(KgC)； 為108 4

50、 . 481c 傳到壓盤的熱量所占的比例，對單片離合器壓盤；，為壓盤的質(zhì)量5 . 0m Kg15 . 3 m 代入，C，合格。76 . 4 t 3.4 膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 1. 比較 H/h 的選擇 此值對膜片彈簧的彈性特性影響極大，分析式（3.10）中載荷與變形 1 之間的函 數(shù)關(guān)系可知，當(dāng)時，F(xiàn)2為增函數(shù)；時，F(xiàn)1有一極值，而該極值點2hH2hH 又恰為拐點；時，F(xiàn)1有一極大值和極小值；當(dāng)時，F(xiàn)1極小值在橫2hH2hH 坐標上，見圖 3.1。 1- 2- 3-2/hH2/hH22/2hH 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第18頁 4- 5-22/hH22/hH 圖 3.1 膜片彈簧的彈性

51、特性曲線 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 1.52 范圍內(nèi)選取。常用的膜片彈簧板厚為 24mm，本設(shè)計 ，h=3mm ，2hH 則 H=6mm 。 2. 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。 汽車離合器膜片彈簧根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求，R/r 常在 1.21.3 的范圍內(nèi)取 值。本設(shè)計中取，摩擦片的平均半徑mm， 取25 . 1 rR75.93 4 dD Rc c Rr mm 則mm 取整mm 則。94r 5 . 117R118R255 . 1 rR 3.圓錐底角 汽車膜片彈簧在自由狀態(tài)時，圓

52、錐底角 一般在范圍內(nèi)，本設(shè)計中159 得在之間，合格。分離指數(shù)常取為rRHrRH arctan32.14159 18，大尺寸膜片彈簧有取 24 的，對于小尺寸膜片彈簧，也有取 12 的，本設(shè)計所取分 離指數(shù)為 18。 4.切槽寬度 mm，mm，取mm，mm，應(yīng)滿足5 . 32 . 3 1 109 2 3 1 10 2 e r 的要求。 2 e rr 5. 壓盤加載點半徑和支承環(huán)加載點半徑的確定 1 R 1 r 應(yīng)略大于且盡量接近 r，應(yīng)略小于 R 且盡量接近 R。本設(shè)計取mm， 1 r 1 R116 1 R mm。膜片彈簧應(yīng)用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板制成，其碟簧部分的尺寸精度要高。國內(nèi)96 1 r 常用

53、的碟簧材料的為 60SizMnA，當(dāng)量應(yīng)力可取為 16001700N/mm2。 6. 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。 3.5 膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第19頁 （1）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的與初始錐角應(yīng)在hHrRH 一定范圍內(nèi)，即 2 . 226 . 1hH 1532.149rRH （2）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即 35 . 1 255 . 1 20 . 1 rR 10067.78270hR （3）為了使摩

54、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 （或拉式膜片彈簧的壓盤加載點半徑）應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外半徑之間， 1 R 1 r 即 推式： 24/ )( 1 DRdD 拉式： 5 . 1122/9475.934/ )( 1 DrdD （4）根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求，與，與之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即 1 RR f r 0 r 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(yīng)在一定范圍內(nèi)選取， 即 推式： 5 . 43 . 2 11 1 rR rr f 拉式： 0 . 95 . 3 11 1 rR rR f 由（4）和（5

55、）得mm，mm。34 f r32 0 r 3.6 膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系 碟形彈簧的形狀如以錐型墊片，見圖 3.2，它具有獨特的彈性特征，廣泛應(yīng)用于 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第20頁 機械制造業(yè)中。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。膜片彈簧的彈性特性與尺寸如其碟簧部分的碟形彈簧 完全相同（當(dāng)加載點相同時） 。因此，碟形彈簧有關(guān)設(shè)計公式對膜片彈簧也適用。通 過支承環(huán)和壓盤加在膜片彈簧上的沿圓周分布的載荷，假象集中在支承點處，用 F1 表示，加載點間的相對變形（軸向）為 1，則壓緊力 F1與變形 1之間的關(guān)系式為: （3.10） 2 11

56、 1 11 1 2 11 2 1 1 h rR rR 2 H rR rR H rR r /RIn 16 Eh F 式中： E彈性模量，對于鋼， a MPE 5 101 . 2 泊松比，對于鋼，=0.3 H膜片彈簧在自由狀態(tài)時，其碟簧部分的內(nèi)錐高度 h彈簧鋼板厚度 R彈簧自由狀態(tài)時碟簧部分的大端半徑 r彈簧自由狀態(tài)時碟簧部分的小端半徑 R1壓盤加載點半徑 r1支承環(huán)加載點半徑 圖 3.2 膜片彈簧的尺寸簡圖 表 3.8 膜片彈簧彈性特性所用到的系數(shù) RrR1r1Hh 118941169663 代入（3.10）得 （3.11） 1 2 1 3 111 15.927356.222537.148 fF

57、 對（3.11）式求一次導(dǎo)數(shù)，可解出 1=F1的凹凸點，求二次導(dǎo)數(shù)可得拐點。 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第21頁 凸點：mm 時，N96. 2 1 93.11796 1 F 凹點：mm 時，N04 . 7 1 98.6748 1 F 拐點：mm 時，N5 1 9273 1 F 2、當(dāng)離合器分離時，膜片彈簧加載點發(fā)生變化。設(shè)分離軸承對膜片彈簧指所加的載荷 為 F2，對應(yīng)此載荷作用點的變形為 2。由 （3.12） 11 1 11 2 32 . 0 FF rr rR F f （3.13） 1 11 1 2 1 . 3 rR rr f 列出表 3.8: 表 3.9 膜片彈簧工作點的數(shù)據(jù) 1 2.9

58、67.045 2 9.182.18215.5 1 F 11796.936748.989273 2 F 3775.022159.672967.36 膜片彈簧工作點位置的選擇。從膜片彈簧的彈性特性曲線圖分析出，該曲線的拐點 H 對應(yīng)著膜片彈簧壓平位置，而。新離合器在接合狀態(tài)時，膜片彈2 111NMH 簧工作點 B 一般取在凸點 M 和拐點 H 之間，且靠近或在 H 點處，一般 ,以保證摩擦片在最大磨損限度 范圍內(nèi)壓緊力從 F1B到 F1A變 H1B1 0 . 18 . 0 化不大。當(dāng)分離時，膜片彈簧工作點從 B 變到 C ，為最大限度地減小踏板力，C 點應(yīng) 盡量靠近 N 點。為了保證摩擦片磨損后仍

59、能可靠的傳遞傳矩，并考慮摩擦因數(shù)的下降 ，摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力應(yīng)大于或等于新摩擦片時的壓緊力，見圖 3.3 A F1 B F1 。3.7 膜片彈簧的應(yīng)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 3.4） 。斷面在 O 點沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱悖试擖c的切向應(yīng)力為零，O 點以外的 點均存在切向應(yīng)變和切向應(yīng)力。現(xiàn)選定坐標于子午斷面，使坐標原點位于中性點 O。 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第22頁 令 X 軸平行于子午斷面的上下邊，其方向如上圖所示，則斷面上任意點的切向應(yīng)力為： （3.14） xe y2/x 1 E 2 t 圖 3.3 膜片彈簧工作點

60、位置 式中 碟簧部分子午斷面的轉(zhuǎn)角（從自由狀態(tài)算起） 碟簧部分子有狀態(tài)時的圓錐底角 e 碟簧部分子午斷面內(nèi)中性點的半徑 e=（R-r）/In(R/r) （3.15） 為了分析斷面中斷向應(yīng)力的分布規(guī)律，將（3.14）式寫成 Y 與 X 軸的關(guān)系式： （3.16） E e1 X E 1 2 Y t 2 t 2 t 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第23頁 圖 3.4 切向應(yīng)力在子午斷面的分布 由上式可知，當(dāng)膜片彈簧變形位置 一定時，一定的切向應(yīng)力 t在 X-Y 坐標系 里呈線性分布。 當(dāng)時，因為的值很小，我們可以將看成0 t X) 2 (Y ) 2 ( ) 2 ( ，由上式可寫成。此式表明，對于一定

61、的零應(yīng)力分布在中性) 2 (tg X) 2 (tgY 點 O 而與 X 軸承角的直線上。從式（3.16）可以看出當(dāng)時無論取任何) 2 ( eX 值，都有。顯然，零應(yīng)力直線為 K 點與 O 點的連線，在零應(yīng)力直線內(nèi)e ) 2 (Y 側(cè)為壓應(yīng)力區(qū)，外側(cè)位拉應(yīng)力區(qū)，等應(yīng)力直線離應(yīng)力直線越遠，其應(yīng)力越高。由此可 知，碟簧部分內(nèi)緣點 B 處切向壓應(yīng)力最大，A 處切向拉應(yīng)力最大，分析表明，B 點的 切向應(yīng)力最大，計算膜片彈簧的應(yīng)力只需校核 B 處應(yīng)力就可以了，將 B 點的坐標 X=（e-r）和 Y=h/2 代入（3.17）式有： （3.17） 222 1 2 2 hdrere r e tB 令可以求出切向壓應(yīng)力達極大值的轉(zhuǎn)角0 d Bd t re2 h P 由于： mm55.105 )94/118ln( 94118 )ln( rR rR e 所以： ，N/mm238 . 0 P -2047.39 tB 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(yīng)力： （3.18） 2 r 2f rB hbn Frr6 畢業(yè)論文（設(shè)計） 共 32 頁第24頁 式中 n分離指數(shù)目 n=18 br單個分離指的根部寬 mm17.11 18 322 18 2 0 r br 因此： N/mm280.689 rB 由于 rB是與切向壓應(yīng)力 t