離合器分析(20210228083322)

1、1離合器基本知識(shí)一、分析對(duì)象：推式膜片彈簧離合器。二、結(jié)構(gòu)膜片彈簧離合器主要由離合器蓋總成，從動(dòng)盤總成與分離軸承總成三部分組 成。結(jié)構(gòu)圖如圖。結(jié)構(gòu)圖1、蓋總成1）膜片彈簧膜片彈簧為該總成主要零部件。膜片彈簧是蝶形彈簧的一種，一般用金屬板 材或帶材（主要是鋼材）沖壓成的截錐形薄板彈簧，膜片彈簧可以看成由蝶簧部 分和分離指部分所組成。分離指在分離過程中起分離桿作用。 一般蝶簧的主要特 占：八、1軸向尺寸很緊湊而徑向尺寸較大；2具有變剛度的彈性特性；夕卜徑D、內(nèi)徑d尺寸相同的條件下，內(nèi)錐高h(yuǎn)與彈簧板厚度t之比不同范圍可有三種不同的彈簧彈性特性。如圖所示。膜簧應(yīng)用的是第2種特性。2圖 2 碟簧特性 1

2、:h/t 2 1/2 2:21/2h/t 2 3/23單位體積材料變形能較大；4便于標(biāo)準(zhǔn)化2）壓盤實(shí)現(xiàn)對(duì)從動(dòng)盤總成的壓緊與放松，完成發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系動(dòng)力傳遞與中斷任 務(wù)，是離合器受熱最嚴(yán)重的部件。3）離合器蓋將蓋總成固聯(lián)于發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上。4）傳動(dòng)片飛輪驅(qū)動(dòng)離合器蓋帶動(dòng)壓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，離合器蓋對(duì)壓盤的驅(qū)動(dòng)方式一般為傳 動(dòng)片（鋼帶）驅(qū)動(dòng)，在離合器接合時(shí)，離合器蓋通過它來驅(qū)動(dòng)壓盤共同旋轉(zhuǎn)；分 離時(shí)，允許離合器蓋作軸向自由運(yùn)動(dòng)，使從動(dòng)盤松開。5）支承環(huán)6）支承鉚釘2、從動(dòng)盤總成從動(dòng)盤總成具有軸向彈性，對(duì)從動(dòng)盤總成摩擦表面均勻加載，則壓緊力與 變形存在確定關(guān)系，稱為從動(dòng)盤總成的軸向壓縮特性。實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果如下。

3、3圧緇特性曲銭從動(dòng)盤總成主要包括以下幾個(gè)部分1）摩擦片2）從動(dòng)片從動(dòng)片上一般鉚接波狀彈簧，使從動(dòng)盤總成具有軸向彈性，使離合器接合 平順便于起步，而且使摩擦壓力均向分布減小磨損。3）扭轉(zhuǎn)減振器安裝于離合器從動(dòng)盤中的一個(gè)彈性一一阻尼裝置，以改變傳動(dòng)系原有的各 階段固有頻率，消除汽車傳動(dòng)系的主要低頻扭振和降低變速器及主減速器中的齒 輪噪聲。4）從動(dòng)盤轂從動(dòng)盤轂是離合器總成中受載荷最大的零件，與第一軸（變速器）前端花 鍵組成離合器離合過程中的滑動(dòng)摩擦副。3、分離軸承總成主要包括：1）分離軸承承受軸向分離力和高速旋轉(zhuǎn)離心力作用2）分離軸承套筒4膜簧工作狀態(tài)從而得到碟簧載荷-變形計(jì)算公式EtK1R2h 0

4、.5 t2三、膜片彈簧相關(guān)知識(shí)1、膜片彈簧工作狀態(tài)1）自由狀態(tài)離合器蓋總成尚未與發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪裝合以前， 稱為自由狀態(tài)，安裝狀態(tài)下并不 存在。膜片彈簧處于近似自由狀態(tài)（由于傳動(dòng)片作用，彈簧稍微受壓）2）接合狀態(tài)離合器總成與飛輪裝合時(shí)，離合器蓋通過后支承環(huán)對(duì)膜片彈簧中部施加壓 緊力，膜簧大端（碟簧部分）與壓盤接觸處作用著大小相同的支承反力。碟簧部 分產(chǎn)生軸向變形，分離指部分不受載，無變形。3）分離狀態(tài)分離軸承向前推向飛輪時(shí)，膜片彈簧小端加載半徑處的分離力使膜簧以中部處前支承環(huán)為支點(diǎn)，繼續(xù)受壓縮。此時(shí)，膜片彈簧的大端對(duì)壓盤的壓緊力逐漸 減小直至消失，使從動(dòng)盤分離，離合器處于分離位置。膜簧受壓縮超過壓平

5、位置 后，成反錐形，工作狀態(tài)與普通碟簧不同，膜簧大小端均產(chǎn)生附加變形量。2、膜片彈簧載荷-變形力學(xué)基本分析1）碟簧載荷-變形特性基本分析碟簧變形包括兩種變形分量：拉壓變形（周向）彎曲變形（切向）取扇形微元分析受力可知，變形分量產(chǎn)生切向應(yīng)力引起板簧繞假設(shè)中性點(diǎn)的 徑向內(nèi)力矩M與外界載荷F產(chǎn)生的外力矩M相平衡。M可通過對(duì)其應(yīng)力-應(yīng)變分r ；5-一-|廠一一乂“一1 二 卜、 _-碟簧微元力學(xué)分析2）膜簧載荷-變形基本分析a）大端受載-變形分析一般是預(yù)壓變形的分析，碟簧部分受載，故即為碟簧載荷-變形基本分析。 大端受載，大端變形計(jì)算公式REt 11 nr2Fi22 h ki i h 0.5ki i

6、t612 L 1 2 大端受載，小端變形計(jì)算公式Et 21 n RFi2rh k2 2 h 0.5k2 2 t261 L 1 1 rpb）小端受載-變形分析依據(jù)碟簧受載變形時(shí)“相同外力矩 M下得到相同轉(zhuǎn)角的結(jié)論”，將分離指部分的力矩向蝶簧部分轉(zhuǎn)化可分別計(jì)算 小端受載時(shí)，大端處變形；REt 1 1nF22 rh ki 1 h 0.5ki 1 t261 L 1 1 rp 小端受載時(shí)，小端處變形。Et 21 n r2F222 h k? 2 h 0.5k? 2 t6 12 1 rF6c）小端處總變形量分析變形包括兩部分： 小端受載切向轉(zhuǎn)動(dòng)引起變形量； 分離指彎曲變形量（相當(dāng)于懸臂梁）。計(jì)算小端受載，分

7、離指相當(dāng)于懸臂梁所引起的撓度。膜簧大端變形載荷特性如圖所示。 膜簧小端載荷變形曲線形式與大端類膜簧大端變形載荷特性3）膜簧變形特性及試驗(yàn)a）接合過程（離合器總成安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪開始， 直到裝配完成），如 圖中b位置。膜片彈簧負(fù)荷特性（試驗(yàn)）：接合過程中的工況特性，表明在接合過程 中壓盤上壓緊力與壓盤位移之間關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果為：膜簧工作點(diǎn)位置7b）分離過程，分兩個(gè)階段:開始階段。小端加載由零開始，直至壓盤移動(dòng)為止（對(duì)從動(dòng)盤壓力為0）;大、小端壓力共存階段，小端力逐漸增大，大端力逐漸減少至0;碟簧部分變形量不定。 分離階段。開始分離至徹底分離。 分離特性（試驗(yàn)）：分離過程中的工況特性，表明分離過程中

8、分離指 上的分離力、分離軸承的分離行程與壓盤升程（分離過程中的壓盤位移）之間關(guān) 系：分離載荷特性；壓盤升程特性。費(fèi)離特性的線8膜簧離合器工況特性曲線與膜簧零件工況特性曲線相似而不相等，因此應(yīng)注意修正。C）離合器壓盤蓋總成及壓盤剛度測(cè)量試驗(yàn)。離汴陸兒盤&芾總欣報(bào)泊刨度柚絨9扭矩傳遞特性分析:離合器接合過程中分離軸承位移與離合器扭矩傳遞特性關(guān)系T c=f(x)Tc傳遞扭矩x -分離軸承位移T C=Zu cRcFbZ-摩擦面數(shù)Uc-摩擦系數(shù)2R3 R 3Rc摩擦合力作用半徑；Rc 2 R； R2R。摩擦片外徑；Ri摩擦3R： R2片外徑Fb摩擦面間正壓力對(duì)某一固定車型，Z, Uc, Rc均為常數(shù)(暫

9、不考慮溫度對(duì)uc的影響)分離軸承總成為剛性件，即膜簧小端位移為 xFb顯然為膜簧大端負(fù)荷考慮離合器從動(dòng)片軸向彈性，分析膜簧小端位移與大端壓緊力關(guān)系。根據(jù)小端作用負(fù)荷為F大端預(yù)緊力為Fy計(jì)算得在小端有作用力F條件下：小端彎曲變形X1大端剩余的負(fù)荷Fyl根據(jù)Fyl與軸向壓縮特性試驗(yàn)獲得膜簧大端變形量，將該變形量乘以杠桿比即得小端因大端蝶簧變形引起得位移 X2。小端位移總量為：X = X1+X2由上述分析知：Fyl = Fb由公式TC=ZucRcFb可以計(jì)算得傳遞扭矩。從而理論得到小端位移與傳遞扭矩的關(guān)系。對(duì)當(dāng)前離合器計(jì)算結(jié)果如下圖。101800 -1600 .)1400 -mN1200 -1000 .矩800 .扭遞600 -傳400 -200 -20000-200 -L23456分離軸承位移 （mm ）離合器扭矩傳遞特性11自調(diào)節(jié)離合器原理分析問題提出：離合器磨損后分離力變大解決方法：維持膜簧常壓時(shí)角度不變，即膜片彈簧蝶簧部分變形一定，從 而保持工作點(diǎn)位置不變，