膜片彈簧課程了設(shè)計說明書

1、2008級課程設(shè)計說明書此設(shè)計為礦用自卸車離合器上的膜片彈簧。在下面的第一部分中，分別對該車的最大起步坡度1max和最大爬坡度2max進(jìn)行計算和比較。后面的部分是對該車膜片彈簧的設(shè)計及校核。1、 滑磨功與溫升校核1.1用礦用自卸車的行駛阻力系數(shù)表示滑磨功L（N·m）L=2ne21800×Jn1-TTc-JnJe(1-1) 式中，ne：發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)速，取1400rmin； Jn：汽車總質(zhì)量換算后得到的相對轉(zhuǎn)動慣量，Jn=ma·rr2ig2·i02 =3.687kg·m2； Je：發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)部件及離合器主動部分的轉(zhuǎn)動慣量，取2.983kg&#

2、183;m2； T：汽車阻力矩，T=ma·gig·i0··(cosgr·f+singr)·rr,N·m ； Temax:發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，取1400N·m； Tcmax：離合器最大靜摩擦力矩，取2100N·m； ：離合器后備系數(shù)，=TcTe； ma：汽車總質(zhì)量，取65t； ：傳動系效率，取0.8； rr:車輪滾動半徑，取0.536m； i0:主傳動比，取5.73； ig：變速器一檔速比，取12.42； g：重力加速度，取9.8ms2； f：滾動阻力系數(shù)，取0.01； ：汽車行駛阻力系數(shù)，取=cosgr

3、83;f+singr；得：L=39583.6650.412-1.8561.2壓盤溫升T及礦用自卸車最大起步坡度1maxT=·Lm·c式中，T：壓盤溫升，20； ：傳到壓盤的熱量所占的比例，單盤離合器=0.5； L：滑磨功，L=39583.6650.412-1.856N·m； m：單盤離合器壓盤質(zhì)量，取30kg； c：壓盤的比熱容，鑄鐵取481.4J（kg·）；因?yàn)樵谝淮坞x合器接合過程中產(chǎn)生的溫升不允許超過20，所以估計一輛礦用自卸車的最大起步坡度1max=10.260。1.3礦用自卸車最大爬坡度2max Ft=Ttrr 式中，F(xiàn)t：汽車的驅(qū)動力，N； T

4、t：作用于驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩，Tt=Temaxigi0=79.707N·m； rr：車輪半徑，0.536m； Temax：發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，取1400N·m； ig：變速器一檔速比，取12.42； i0:主傳動比，取5.73； ：傳動系效率，取0.8；在計算礦用自卸車最大爬坡度時，只考慮滾動阻力和坡度阻力所引起的阻力，則有下式：F =ma·g·(cosgr·f+singr)式中，F(xiàn)：礦用自卸車的行駛阻力N； ma：汽車總質(zhì)量，取65t； g：重力加速度，取9.8ms2； f：滾動阻力系數(shù)，取0.01；令Ft與F相等，可以計算出礦用自卸車的最大爬坡度2

5、max=12.900。2、 膜片彈簧基本參數(shù)的選擇選取60Si2MnA高精度鋼板材料為膜片彈簧材料。2.1比值Hh的選擇為了保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車離合器用膜片彈簧的Hh一般為1.52.0，板厚h為24mm。故初選h=4mm，Hh=2.0，則H=2.0h=8.0mm。 圖12.2 R、r的選擇 對于氣和離合器膜片彈簧，設(shè)計上并不要求儲存大量的彈性能，而是根據(jù)結(jié)構(gòu)布置與分離的需要來確定，一般Rr的取值為1.21.3。對于R，膜片彈簧大端外徑R應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)上的要求而和摩擦片上的外徑尺寸相適應(yīng)，大于摩擦片內(nèi)徑，近于摩擦片外徑。根據(jù)該設(shè)計數(shù)據(jù)及汽車離合器（徐石安，江發(fā)潮 編著）中表3.2

6、.1可以確定離合器摩擦片內(nèi)、外徑分別為220mm和405mm。所以取R=200mm，再結(jié)合實(shí)際情況取Rr=1.3，則r=160mm。2.3錐角的選擇 =tan-1（H（R-r）=tan-1（8.0（200160）11.310，滿足膜片彈簧處于自由狀態(tài)時的圓錐底角一般在110左右的要求。2.4分離指數(shù)目n及形狀的選擇汽車離合器膜片彈簧的分離指數(shù)n12，一般取18，采用偶數(shù)，便于制造時模具的分離。分離指與碟簧部分交界處的徑向槽較寬，呈長方圓形孔。這樣做的目的一方面可以減少分離指根部的應(yīng)力集中，另一方面又可用來安置銷釘固定膜片彈簧。2.5膜片彈簧小端內(nèi)半徑r0及分離軸承作用半徑rf的確定r0值主要由

7、結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑以便安裝。分離軸承作用半徑rf大于r0。根據(jù)汽車設(shè)計（吉林工業(yè)大學(xué).王望予 編著）第二章離合器設(shè)計可知，彈簧各部分有關(guān)尺寸比值應(yīng)符合一定的范圍，即 1.20Rr1.35 702Rh100 3.5Rr05.O r0由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑 R外=k·3Temax=4×31400mm=44.75mm，則取r0=50mm根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置的要求，R1與R、r1與r、rf與r0之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即1R-R17，0r1r6，0rfr04取分離軸承rf=54mm。2.6切槽寬度1、2及半徑re切槽寬14mm（

8、取值約為4mm），2(2.54.5) 1=3×4=12mm，re滿足rre2，則rer2=16012=148mm，故取re148mm。2.7壓盤加載點(diǎn)半徑R1和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑r1的確定 圖2根據(jù)汽車設(shè)計（王望予編著，機(jī)械工業(yè)出版社出版）知，R1和r1需滿足下列條件：1RR17，0r1r6故選擇R1=195mm，r1=165mm。2.8膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 自由狀態(tài) 壓緊狀態(tài) 分離狀態(tài)圖3 膜片彈簧不同工作狀態(tài)下的變形 圖4B點(diǎn)：通常為1B=（0.81.0）1T，即處在工作位置時，其大端變形量為：1B=（0.70.85）HA點(diǎn)：主要確保摩擦片磨損后達(dá)到極限位置時，仍然能提供足夠的

9、壓緊力，可按下式估算：=Z×S0 式中：Z為摩擦面數(shù)，單片離合器Z=2，雙片離合器Z=4； S0為摩擦片允許的極限磨損量，一般取0.651.1mm。C點(diǎn)：離合器完全分離時膜片彈簧的工作位置，1f可按下式估算：1f=Z×S式中：Z為摩擦面數(shù)，單片離合器Z=2，雙片離合器Z=4； S為徹底分離時摩擦副間的間隙，一般取0.751.0mm。3、膜片彈簧的彈性特性工作壓力F1和膜片彈簧在壓盤接觸點(diǎn)處的軸向變形1關(guān)系式 F1=Eh16（12）·lnRr(L l)2(H1RrL l)H12(RrL l)+h2式中，E：彈性模數(shù)，鋼材取E=2.1×105MPa； ：泊松

10、比，鋼材取=0.3； h：彈簧片厚，h=4mm； H：碟簧部分內(nèi)截錐高，H=8mm； 1：大端變形，1=0.8×8mm=6.4mm； R：碟簧部分外半徑（大端半徑），R=200mm； r：碟簧部分內(nèi)半徑，r=160mm； L：膜片彈簧與壓盤接觸半徑，L=195mm； l：支承環(huán)平均半徑，l=165mm。F1=10227.100N4、強(qiáng)度校核離合器接合時膜片彈簧的大端變形量為1B=0.8H=0.8×8.0mm=6.4mm離合器徹底分離時，膜片彈簧大端的變形量為1D=1B+F（F即為1F）壓盤行程F為F=2×0.8mm=1.6mm，故1D=6.4mm+1.6mm=8.

11、0mm。4.1計算寬度系數(shù)22=12n(re+r) =0.7774.2求離合器徹底分離時分離軸承作用的載荷P2F2=Eh1DlnRr612R1r1(r1r0)(H1DRrR1r1)H1D(Rr)2(R1r1)+h2=2116.068N4.3強(qiáng)度校核B=3·rrfr·P22h2+E12(RrrlnRr1)×(HRr12·1DR1r1)×1DR1r1+h2r·1DR1r1=1310.059MPa17001900 MPa，符合要求。5、膜片彈簧的制造工藝及熱處理本次設(shè)計中膜片彈簧采用60Si2MnA高精度鋼板材料。為了提高膜片彈簧的承載能力

12、，要對膜片彈簧進(jìn)行強(qiáng)壓處理。另外，對膜片彈簧的凹面或雙面進(jìn)行噴丸處理以起到冷作硬化的作用，同樣也可以提高承載能力的疲勞強(qiáng)度。為了提高分離指的耐磨性，可對其端部進(jìn)行高頻淬火、噴鍍鉻合金和鍍鎘或四氟乙烯。在膜片彈簧與壓盤接觸圓形處，為了防止由于拉應(yīng)力的作用而產(chǎn)生裂紋，可對該處進(jìn)行擠壓處理，以消除應(yīng)力源。膜片彈簧表面不得有毛刺、裂紋、劃痕、銹蝕等缺陷。碟簧部分的硬度一般為4550HRC，分離指端硬度為5562HRC，在同一片分離指上同一范圍內(nèi)的硬度差不大于3個單位。膜片彈簧的內(nèi)、外半徑公差一般為H11和h11，厚度公差為±0.025mm，初始底錐角公差為±10分。膜片彈簧上下表面的表面粗糙度為1.6m，底面的平面一般要求小于0.1mm。膜片彈簧處于接合狀態(tài)時，其分離指端的相互高度差一般要求小于0.81.0mm。6、課程設(shè)計心得（1）在做任何事情時，都應(yīng)該有個認(rèn)真的態(tài)度；（2）做設(shè)計時要多查資料，再小的地方也要有事實(shí)依據(jù)；（3）