膜片彈簧離合器課程設(shè)計(jì)

1、學(xué)號(hào)豉厚度N大章孝灸等施課程設(shè)計(jì)題目長(zhǎng)豐獵豹飛騰6400A離合器設(shè)計(jì)部系汽車工程系專業(yè)車輛工程班組1073班姓名成績(jī)2010年11月25日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：車輛工程指導(dǎo)教師：甘泉工作單位：汽車工程系車輛教研室題目：汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)車型本設(shè)計(jì)針對(duì)的車型是長(zhǎng)豐獵豹飛騰6400A,其基本參數(shù)為：最大扭矩：168(N-m)最高轉(zhuǎn)速：4500(r/min)二、主要任務(wù)：1 .設(shè)計(jì)說(shuō)明書要求：完成5千字設(shè)計(jì)說(shuō)明書。2 .圖紙要求完成1號(hào)手繪裝配圖紙一張，零件圖紙三張(可用CAD繪制)。3 .圖紙比例需選取合理，序號(hào)為單號(hào)的同學(xué)畫主動(dòng)件，雙號(hào)的同學(xué)畫從動(dòng)件。三、時(shí)間安排：設(shè)計(jì)時(shí)間共2

2、周，具體時(shí)間安排如下：課程內(nèi)容學(xué)時(shí)查閱資料2天繪制圖紙及編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書7天答辯1天合計(jì)10天指導(dǎo)教師簽名：年月日教研室主任簽名：年月日摘要11緒論21.1 離合器概論21.2 離合器的功用21.3 離合器的工作原理31.4 膜片彈簧離合器的概論41.5 拉式膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)52離合器結(jié)構(gòu)方案選取62.1 離合器車型的選定62.2 離合器設(shè)計(jì)的基本要求62.3 離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)72.3.1 摩擦片的選擇72.3.2 壓緊彈簧布置形式的選擇72.3.3 壓盤的驅(qū)動(dòng)方式72.3.4 分離杠桿、分離軸承82.3.5 離合器的散熱通風(fēng)83離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定93.1 摩擦片主要參數(shù)的選擇93.2

3、離合器后備系數(shù)B的確定103.3 單位壓力P的確定104離合器從動(dòng)盤設(shè)計(jì)114.1 從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)介紹114.2 從動(dòng)盤設(shè)計(jì)124.2.1 從動(dòng)片的選擇和設(shè)計(jì)124.2.2 從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)134.2.3 摩擦片的材料選取及與從動(dòng)片的固緊方式145離合器壓盤設(shè)計(jì)155.1 壓盤的傳力方式選擇155.2 壓盤的幾何尺寸的確定155.3 壓盤傳動(dòng)片的材料選擇155.4 離合器蓋的設(shè)計(jì)166離合器分離裝置設(shè)計(jì)176.1 分離桿的設(shè)計(jì)176.2 離合器分離套筒和分離軸承的設(shè)計(jì)177離合器膜片彈簧設(shè)計(jì)197.1 膜片彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)197.2 膜片彈簧的變形特性和加載方式197.3 膜片彈簧的彈性變形特性207

4、.4 膜片彈簧的參數(shù)尺寸確定217.4.1 H/h比值的選取227.4.2 R及R/r確定227.4.3 膜片彈簧起始圓錐底角*227.4.4 膜片彈簧小端半徑rf及分離軸承的作用半徑rp227.4.5 分離指數(shù)目n、切槽寬可、窗孔槽寬瓦、及半徑re228扭轉(zhuǎn)減震器設(shè)計(jì)239離合器殼設(shè)計(jì)23結(jié)論24參考文獻(xiàn)25致謝2634離合器是汽車傳動(dòng)系中的重要部件，主要功用是是切斷和實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞，保證汽車平穩(wěn)起步，保證傳動(dòng)系統(tǒng)換擋時(shí)工作平順以及限制傳動(dòng)系統(tǒng)所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系統(tǒng)過(guò)載。膜片彈簧離合器是近年來(lái)在轎車和輕型汽車上廣泛采用的一種離合器，它的轉(zhuǎn)矩容量大而且較穩(wěn)定，操作輕便，平

5、衡性好，也能大量生產(chǎn)，對(duì)于它的研究已經(jīng)變得越來(lái)越重要。此設(shè)計(jì)說(shuō)明書詳細(xì)的說(shuō)明了輕型汽車膜片彈簧離合器的結(jié)構(gòu)形式，參數(shù)選擇以及計(jì)算過(guò)程。本文基于比亞迪9500的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)參數(shù)，確定了以拉式膜片彈簧離合器作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。根據(jù)拉式膜片彈簧離合器工作原理和使用要求，采用系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法，把離合器分為主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、操縱機(jī)構(gòu)。通過(guò)對(duì)各個(gè)部分設(shè)計(jì)方案的原理闡釋和優(yōu)缺點(diǎn)的比較，確定了相關(guān)部分的基本結(jié)構(gòu)及其零部件的制造材料。根據(jù)車輛使用條件和車輛參數(shù)，按照離合器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和要求，主要進(jìn)行了以下工作：選擇相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)主要為：摩擦片外徑D的確定，離合器后備系數(shù)B的確定，單位壓力P的確定。并進(jìn)行了總成設(shè)計(jì)主

6、要為：分離裝置的設(shè)計(jì)，以及從動(dòng)盤設(shè)計(jì)（從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)）和膜片彈簧設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵字：離合器膜片彈簧從動(dòng)盤壓盤摩擦片1緒論1.1 離合器概述按動(dòng)力傳遞順序來(lái)說(shuō)，離合器應(yīng)是傳動(dòng)系中的第一個(gè)總成。顧名思義，離合器是“離”與“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，或者接合，以完成其本身的任務(wù)。離合器是設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，其功用是能夠在必要時(shí)中斷動(dòng)力的傳遞，保證汽車平穩(wěn)地起步；保證傳動(dòng)系換檔時(shí)工作平穩(wěn)；限制傳動(dòng)系所能承受的最大扭矩，防止傳動(dòng)系過(guò)載。為使離合器起到以上幾個(gè)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

7、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(jìn)，經(jīng)濟(jì)性合理，同時(shí)其性能良好，使用可靠性高壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，操作輕便，在保證可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的前提下，有以下優(yōu)點(diǎn)2:(1)結(jié)合時(shí)平順、柔和，使汽車起步時(shí)不震動(dòng)、沖擊；(2)離合器分離徹底；(3)從動(dòng)部分慣量小，以減輕換檔時(shí)齒輪副的沖擊；(4)散熱性能好；(5)高速回轉(zhuǎn)時(shí)只有可靠強(qiáng)度；(6)避免汽車傳動(dòng)系共振，具有吸收震動(dòng)、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Temax和后備系數(shù)P保持穩(wěn)定)(9)使用壽命長(zhǎng)。1.2 離合器的功用離合器可使發(fā)動(dòng)機(jī)與

8、傳動(dòng)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(dòng)機(jī)不能帶負(fù)荷啟動(dòng)，它必須先在空負(fù)荷下啟動(dòng)，然后再逐漸加載。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，得以穩(wěn)定運(yùn)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(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)著的發(fā)動(dòng)機(jī)，要帶一個(gè)靜止的傳動(dòng)系，是不能突然剛性接合的。因?yàn)槿绻峭蝗坏膭傂赃B接，就必然造成不是汽車猛烈攢動(dòng)，就是發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。所以離合器可使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系逐漸地柔和地接合在一起，使發(fā)動(dòng)機(jī)加給傳動(dòng)系的扭矩逐漸變大，至足以克服行駛阻力時(shí)，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(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的分離。但變速器在空檔位置時(shí),變速器內(nèi)的主動(dòng)齒輪和發(fā)動(dòng)機(jī)還是連接的

9、，要轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，就必須和變速器內(nèi)的主動(dòng)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)它的阻力是很大的。尤其在冷冷季節(jié)，如沒有離合器來(lái)分離發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)是很困難的。所以離合器的第二個(gè)功用，就是暫時(shí)分開發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的聯(lián)系，以便于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)。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(jìn)入嚙合。如在脫檔時(shí)，由于原來(lái)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(shí)分離傳動(dòng)系，即能便利脫檔。同時(shí)在掛檔時(shí)，依靠駕駛員掌握，使待嚙合的齒輪副圓周速度達(dá)到同步是較為困難的，待嚙合齒輪副圓周速度的差異將會(huì)造成掛檔沖擊甚至掛不上檔，此時(shí)又需要離合器暫時(shí)分開傳動(dòng)系

10、，以便使與離合器主動(dòng)齒輪聯(lián)結(jié)的質(zhì)量減小，這樣即可以減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(dòng)時(shí)，傳動(dòng)系受到很大的慣性負(fù)荷，此時(shí)由于離合器自動(dòng)打滑，可避免傳動(dòng)系零件超載損壞，起保護(hù)作用。1.3 離合器的工作原理如圖1.1所示，摩擦離合器一般是有主動(dòng)部分、從動(dòng)部分組成、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。離合器在接合狀態(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩自曲軸傳出，通過(guò)飛輪2和壓盤借摩擦作用傳給從動(dòng)盤3,在通過(guò)從動(dòng)軸傳給變速器。當(dāng)駕駛員踩下踏板時(shí)，通過(guò)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器蓋5上的支柱為支點(diǎn)，而外端與壓盤連接，所以能克服

11、壓緊彈簧的力量拉動(dòng)壓盤向左，這樣，從動(dòng)盤3兩面的壓力消失，因而摩擦力消失，發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)壓緊彈簧就推動(dòng)壓盤向右，仍將從動(dòng)盤3壓緊在飛輪上2,這樣發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩又傳入變速圖1.1離合器總成1-軸承2-飛輪3-從動(dòng)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1.4 膜片彈簧離合器概述膜片彈簧離合器是近年來(lái)在轎車和輕型載貨汽車上廣泛采用的一種離合器。因其作為壓簧，可以同時(shí)兼起分離杠桿的作用，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，質(zhì)量減少，并顯著地縮短了離合器的軸向尺寸。其次，由于膜片彈

12、簧與壓盤以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻。另外由于膜片彈簧具有非線性彈性特性，故能在從動(dòng)盤摩擦片磨損后，彈簧仍能可靠的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不致產(chǎn)生滑離。離合器分離時(shí)，使離合器踏板操縱輕便，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。止匕外，因膜片是一種對(duì)稱零件，平衡性好，在高速下，其壓緊力降低很少，而周布置彈離合器在高速時(shí)，因受離心力作用會(huì)產(chǎn)生橫向撓曲，彈簧嚴(yán)重鼓出，從而降低了對(duì)壓盤的壓緊力，從而引起離合器傳遞轉(zhuǎn)矩能力下降。那么可以看出，對(duì)于輕型車膜片彈簧離合器的設(shè)計(jì)研究對(duì)于改善汽車離合器各方面的性能具有十分重要的意義。作為壓緊彈簧的所謂膜片彈簧，是由彈簧鋼沖壓成的，具有“無(wú)底碟子”形狀的截錐形薄壁膜片，且自其小端在

13、錐面上開有許多徑向切槽，以形成彈性杠桿，而其余未切槽的大端截錐部分則起彈簧作用。膜片彈簧的兩側(cè)有支承圈，而后者借助于固定在離合器蓋上的一些（為徑向切槽數(shù)目的一半）怫釘來(lái)安裝定位。當(dāng)離合器蓋用螺栓固定到飛輪上時(shí)，由于離合器蓋靠向飛輪，后支承圈則壓膜片彈簧使其產(chǎn)生彈性變形，錐頂角變大，甚至膜片彈簧幾乎變平。同時(shí)在膜片彈簧的大端對(duì)壓盤產(chǎn)生壓緊力使離合器處于結(jié)合狀態(tài)。當(dāng)離合器分離時(shí)，分離軸承前移膜片彈簧壓前支承圈并以其作為支點(diǎn)發(fā)生反錐形的轉(zhuǎn)變，使膜片彈簧大端后移，并通過(guò)分離鉤拉動(dòng)壓盤后移使離合器分離。膜片彈簧離合器具有很多優(yōu)點(diǎn)：首先，由于膜片彈簧具有非線性特性，因此設(shè)計(jì)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎不變，

14、且可以減輕分離離合器時(shí)的踏板力，使操縱輕便；其次，膜片彈簧的安裝位置對(duì)離合器軸的中心線是對(duì)稱的，因此其壓緊力實(shí)際上不受離心力的影響，性能穩(wěn)定，平衡性也好；再者，膜片彈簧本身兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使離合器結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著縮短了軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，摩擦均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱等。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列優(yōu)點(diǎn),并且制造膜片彈簧離合器的工藝水平在不斷提高，因此這種離合器在轎車及微型、輕型客車上得到廣泛運(yùn)用，而且正大力擴(kuò)展到載貨汽車和重型汽車上，國(guó)外已經(jīng)設(shè)計(jì)出了傳遞轉(zhuǎn)矩為802000N.m最

15、大摩擦片外徑達(dá)420的膜片彈簧離合器系列，廣泛用于轎車、客車、輕型和中型貨車上。甚至某些總質(zhì)量達(dá)2832t的重型汽車也有采用膜片彈簧離合器的，但膜片彈簧的制造成本比圓柱螺旋彈簧要高。膜片彈簧離合器的操縱曾經(jīng)都采用壓式機(jī)構(gòu)，即離合器分離時(shí)膜片彈簧彈性杠壓桿內(nèi)端的分離指處是承受壓力。當(dāng)前膜片彈簧離合器的操縱機(jī)構(gòu)已經(jīng)為拉式操縱機(jī)構(gòu)所取代。后者的膜片彈簧為反裝，并將支承圈移到膜片彈簧的大端附近，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，零件減少、裝拆方便；膜片彈簧的應(yīng)力分布也得到改善，最大應(yīng)力下降；支承圈磨損后仍保持與膜片的接觸使離合器踏板的自由行程不受影響。而在壓式結(jié)構(gòu)中支承圈的磨損會(huì)形成間隙而增大踏板的自由行程。1.5 拉式膜

16、片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)與推式相比，拉式膜片彈簧離合器具有許多優(yōu)點(diǎn)：取消了中間支承各零件，并不用支承環(huán)或只用一個(gè)支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)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(shí)，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(dòng)效率較高，踏板操縱更輕便，拉式的踏板力比推式的一般可減少約25%30%;無(wú)論在接合狀態(tài)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

17、承環(huán)磨損后不會(huì)形成間隙而增大踏板自由行程，不會(huì)產(chǎn)生沖擊和哭聲；使用壽命更長(zhǎng)。2離合器結(jié)構(gòu)方案選取2.1 離合器車型的選定本設(shè)計(jì)針對(duì)的車型是：長(zhǎng)豐獵豹飛騰6400A其基本參數(shù)為：最大扭矩：168N-m最高轉(zhuǎn)速：4500r/min整車質(zhì)量：1410kg2.2 離合器設(shè)計(jì)的基本要求為了保證離合器具有良好的工作性能，設(shè)計(jì)離合器應(yīng)滿足以下要求：1）在任何行駛條件下，既能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，并有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩儲(chǔ)備，又能防止傳動(dòng)系過(guò)載。2）接合時(shí)要完全、平順、柔和，保證汽車起步時(shí)沒有抖動(dòng)和沖擊。3）分離要迅速、徹底。4）從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要小，以減輕換擋時(shí)變速器齒輪間的沖擊，便于換擋和減小同步器的磨損。5

18、）應(yīng)有足夠的吸熱能力和良好的通風(fēng)散熱效果，以保證工作溫度不致過(guò)高，延長(zhǎng)其使用壽命。6）應(yīng)能避免和衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，并具有吸收振動(dòng)、緩和沖擊和降低噪聲的能力。7）操縱輕便、準(zhǔn)確，以減輕駕駛員的疲勞。8）作用在從動(dòng)盤上的總壓力和摩擦材料的摩擦因數(shù)在離合器工作過(guò)程中變化要盡可能小，以保證有穩(wěn)定的工作性能。9）具有足夠的強(qiáng)度和良好的動(dòng)平衡，以保證其工作可靠、使用壽命長(zhǎng)。10）結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單、緊湊，質(zhì)量小，制造工藝性好，拆裝、維修、調(diào)整方便。2.3離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3.1 摩擦片的選擇單片離合器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，散熱良好，維修調(diào)整方便，從動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，在使用時(shí)能保證分離徹底接合平順，所以被廣泛

19、使用于轎車和中、小型貨車，因此該設(shè)計(jì)選擇單片離合器。2.3.2 壓緊彈簧布置形式的選擇離合器壓緊裝置可分為周置彈簧式、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(diǎn)是用一個(gè)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(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)由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(shí)，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(jiǎn)單緊湊，軸向尺寸小，零件數(shù)目少，質(zhì)量??；(3)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓

20、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(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長(zhǎng)；(6)平衡性好；有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本。但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對(duì)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(lái)，由于材料性能的提高，制造工藝和設(shè)計(jì)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2.3.3 壓盤的驅(qū)動(dòng)方式壓盤的驅(qū)動(dòng)方式主要有凸塊一窗孔式、傳力銷式、鍵塊式和彈性傳動(dòng)片式等多種。前三種的共同缺點(diǎn)是在連接件之間都有間隙，在傳動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且

21、在零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動(dòng)效率。彈性傳動(dòng)片式是近年來(lái)廣泛采用的驅(qū)動(dòng)方式，沿圓周切向布置的三組或四組薄彈簧鋼片帶傳動(dòng)片兩端分別與離合器蓋和壓盤以鐳釘或螺栓聯(lián)結(jié)，傳動(dòng)片的彈性允許其作軸向移動(dòng)。2.3.4 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(guò)分離軸承克服離合器彈簧的拉力并拉動(dòng)壓盤移動(dòng)，從而使壓盤與從動(dòng)盤和從動(dòng)盤與飛輪相互分離，截?cái)鄤?dòng)力的傳遞，分離杠桿要具有足夠的強(qiáng)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(guò)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(dòng)，拉動(dòng)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(jì)選用的是

22、油封軸承，它可以將潤(rùn)滑脂密封在軸承殼內(nèi)，使用中不需要增加潤(rùn)滑，相比供油式軸承則需增加。2.3.5 離合器的散熱通風(fēng)試驗(yàn)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(guò)180200C時(shí)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(shí)溫度一般在180C以下。在特別頻繁的使用下，壓盤表面的瞬時(shí)溫度有可能達(dá)到1000C。過(guò)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(guò)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

23、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(shí)現(xiàn)通風(fēng)散熱效果，故不需作另外設(shè)置。3離合器基本結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定3.1 摩擦片主要參數(shù)的選擇摩擦片外徑是離合器的主要參數(shù)，它對(duì)離合器的輪廓尺寸、質(zhì)量和使用壽命有決定性的影響。當(dāng)離合器結(jié)構(gòu)形式及摩擦片材料已選定，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax已知，適當(dāng)選取后備系數(shù)B和單位壓力P0,可估算出摩擦片外徑。摩擦片外徑D（mrm也可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax（N.m）按如下經(jīng)驗(yàn)公式選用(3.1)式中，Kd為直徑系數(shù)，取值范圍見表3-1。由選車型得Temax=168N日KD=14.6,則將各參數(shù)值代入式后計(jì)算得D=189mm表3-1直徑系數(shù)Kd的取值

24、范圍車型直徑系數(shù)KD乘用車14.6最大總質(zhì)量為1.814.0t的商用車16.018.5（單片離合器）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根據(jù)離合器摩擦片的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化原則，根據(jù)下表3-2表3-2離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)（即GB14574）外徑D/mm160180200225250280300325350內(nèi)徑d/mm110125140150155165175190195厚度h/3.23.53.53.53.53.53.53.54C=d/D0.6870.6940.7000.6670.5890.5830.5850.5570.5401-C30.6760.66

25、70.6570.7030.7620.7960.8020.8000.827單位回積F/cm106132160221302402466546678可?。耗Σ疗嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸：外徑D=225mm內(nèi)徑d=150mm厚度h=3.5mm內(nèi)徑與外徑比值C=0.6671-03=0.7033.2 約束條件摩擦片外徑D（mrm的選取應(yīng)使最大圓周速度Vd不超過(guò)6570m/s,即3vD=nemaxD106070m/sdemax60將數(shù)據(jù)代入公式得:二_一33.14一3vD=nemaxD103=4500225103=53.0m/s6570m/sDemax6060滿足要求，所以確定摩擦片相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸：外徑D=225mm內(nèi)徑

26、d=150mm厚度h=3.5mm內(nèi)徑與外徑比值C=0.6671C3=0.7033.3 離合器后備系數(shù)B的確定后備系數(shù)B是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的可靠程度，選擇B時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：a.摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩；b.防止離合器本身滑磨程度過(guò)大；c.要求能夠防止傳動(dòng)系過(guò)載。通常轎車和輕型貨車B=1.21.75。本設(shè)計(jì)的是1.41噸微型轎車離合器，參看有關(guān)統(tǒng)計(jì)質(zhì)料“離合器后備系數(shù)的取值范圍”（見下表3-3）,并根據(jù)最大總質(zhì)量不超過(guò)6噸的載貨汽車P=1.20-1.75,結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)際情況，故選擇6=1.5表3-3離合器后備系數(shù)的取值范圍車

27、型后備系數(shù)3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1.804.003.4 單位壓力Po的確定摩擦面上的單位壓力R的值和離合器本身的工作條件，摩擦片的直徑大小，后備系數(shù)，摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān).離合器使用頻繁，工作條件比較惡劣（如城市用的公共汽車和礦用載重車），單位壓力R較小為好。當(dāng)摩擦片的外徑較大時(shí)也要適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓力P。因?yàn)樵谄渌鼦l件不變的情況下，由于摩擦片外徑的增加，摩擦片外緣的線速度大，滑磨時(shí)發(fā)熱厲害，再加上因整個(gè)零件較大，零件的溫度梯度也大，零件受熱不均勻，為了避免這些不利因素，單位壓力R應(yīng)隨摩擦片外徑的增加而

28、降低。前面已經(jīng)初步確定了摩擦片的基本尺寸；外徑D=225nm內(nèi)徑d=150mm厚度h=3.5mm內(nèi)徑與外徑比值C=0.6671C3=0.703由公式D3兀fZP0（1-C3）=12C3PTmax得Po=0.23MPa滿足約束條件：0.010MPaMPoi1.50Pa4離合器從動(dòng)盤設(shè)計(jì)4.1 從動(dòng)盤結(jié)構(gòu)介紹在現(xiàn)代汽車上一般都采用帶有扭轉(zhuǎn)減振的從動(dòng)盤，用以避免汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的共振，緩和沖擊，減少噪聲，提高傳動(dòng)系統(tǒng)零件的壽命，改善汽車行使的舒適性，并使汽車平穩(wěn)起步。從動(dòng)盤主要由從動(dòng)片、從動(dòng)盤轂、摩擦片等組成。由下圖4.1可以看出，摩擦片1、13分別用怫釘14、15怫在波形彈簧片上，而后者又和從動(dòng)片怫在

29、一起。從動(dòng)片5用限位銷7和減振12怫在一起。這樣，摩擦片、從動(dòng)片和減振盤三者就被連在一起了。在從動(dòng)片5和減振盤12上圓周切線方向開有6個(gè)均布的長(zhǎng)方形窗孔，在從動(dòng)片和減振盤之間的從動(dòng)盤轂8法蘭上也開有同樣數(shù)目的從動(dòng)片窗孔，在這些窗孔中裝有減振彈簧11,以便三者彈性的連接起來(lái)。在從動(dòng)片和減振盤的窗孔上都制有翻邊，這樣可以防止彈簧滑脫出來(lái)。在從動(dòng)片和從動(dòng)盤轂之間還裝有減振摩擦片6、9。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)時(shí)，從動(dòng)片及減振盤相對(duì)從動(dòng)盤轂發(fā)生來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)能量會(huì)很快被減振摩擦片的摩擦所吸收。圖4.1帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動(dòng)盤1、13摩擦片；2,14、15一怫釘；3一波形彈簧片；4平衡塊；5從動(dòng)片；6、9一

30、減振摩擦；7限位銷；8從動(dòng)盤轂；10一調(diào)整墊片；11一減振彈簧；12一減振盤4.2 從動(dòng)盤設(shè)計(jì)從動(dòng)盤總成由摩擦片、從動(dòng)片、減振器和從動(dòng)盤轂等組成。它對(duì)離合器工作性能影響很大，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(jì)的重點(diǎn)。從動(dòng)盤總成應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求：(1)為了減少變速器換檔時(shí)齒輪間的沖擊，從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)盡可能小。(2)為了保證汽車平穩(wěn)起步、摩擦面片上的壓力分布均勻等，從動(dòng)盤應(yīng)具有軸向彈性。(3)為了避免傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)共振以及緩和沖擊載荷，從動(dòng)盤中應(yīng)裝有扭轉(zhuǎn)減振器。(4)要有足夠的抗爆裂強(qiáng)度。4.2.1 從動(dòng)片的選擇和設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)從動(dòng)片時(shí)要盡量減輕質(zhì)量，并使質(zhì)量的分布盡可能靠近旋轉(zhuǎn)中心

31、，以獲得小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這是因?yàn)槠囋谛旭傊羞M(jìn)行換檔時(shí)，首先要分離離合器，從動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速必然要在離合器換檔的過(guò)程中發(fā)生變化，或是增速(由高檔換為低檔)或是降速(由低檔換為高檔)。離合器的從動(dòng)盤轉(zhuǎn)速的變化將引起慣性力，而使變速器換檔齒輪之間產(chǎn)生沖擊或使變速器中的同步裝置加速磨損。慣性力的大小與沖動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量成正比，因此為了見效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從動(dòng)片都做的比較薄，通常是用1.32.0加厚的薄鋼板沖壓而成，為了進(jìn)一步減小從動(dòng)片的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，有時(shí)將從動(dòng)片外緣的盤形部分磨至0.651.0mm,使其質(zhì)量更加靠近旋轉(zhuǎn)中心。為了使離合器結(jié)合平順，保證汽車平穩(wěn)起步，單片離合器的從動(dòng)片一般都作成具有軸向彈性的結(jié)構(gòu)，這樣，在

32、離合器的結(jié)合過(guò)程中，主動(dòng)盤和從動(dòng)盤之間的壓力是逐漸增加的，從而保證離合器所傳遞的力矩是緩和增長(zhǎng)的。止匕外，彈性從動(dòng)片還使壓力的分布比較均勻，改善表面的接觸，有利于摩擦片的磨損。具有軸向彈性的的傳動(dòng)片有以下三種形式：整體式的彈性從動(dòng)片、分開式的彈性從動(dòng)片及組合式彈性從動(dòng)片。在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是長(zhǎng)豐獵豹飛騰6400A微型轎車的離合器，故可以采用整體式彈性從動(dòng)片，離合器從動(dòng)片采用2加厚的的薄鋼板沖壓而成，其外徑由摩擦面外徑?jīng)Q定，在這里取225mm,內(nèi)徑由從動(dòng)盤轂的尺寸決定，這將在以后的設(shè)計(jì)中取得。為了防止由于工作溫度升高后使從動(dòng)盤產(chǎn)生翹曲而引起離合器分離不徹底的缺陷，還在從動(dòng)剛片上沿徑向開有幾。

33、4.2.2 從動(dòng)盤轂的設(shè)計(jì)從動(dòng)盤轂是離合器中承受載荷最大的零件，它幾乎承受發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的全部轉(zhuǎn)矩。它一般采用齒側(cè)對(duì)的矩形花鍵安裝在變速器的第一軸上，花鍵的尺寸可根據(jù)摩擦片的外徑D與發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax按國(guó)標(biāo)GB1144-74選取。從動(dòng)盤的軸向長(zhǎng)度不宜過(guò)小，以免在花鍵軸上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏斜而使分離不徹底，一股取1.0-1.4倍的花鍵軸直徑。從動(dòng)盤轂一般采用鍛鋼(如35、45、40Cr等)，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。為提高花鍵內(nèi)孔表面硬度和耐磨性，可采用鍍銘工藝：對(duì)減振彈簧窗口及從動(dòng)片配合，應(yīng)進(jìn)行高頻處理花鍵選取后應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力打(MPa及剪切應(yīng)力rj(MPa的強(qiáng)度校核:(4.1 )(4.2)8Temax二j

34、二22-j(D2-d2)znl4Temax-j=15(Dd)znlb式中，z為從動(dòng)盤轂的數(shù)目；其余參數(shù)見表(4-1)表4-1離合器從動(dòng)盤轂花鍵尺寸系列摩擦片發(fā)動(dòng)機(jī)的花鍵尺寸外徑最大轉(zhuǎn)矩齒數(shù)外徑內(nèi)徑齒厚后效四K擠壓應(yīng)力D/mmTemax/NJ-mND/mmd/mmb/mml/mmo-j/Mpa16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.6350480

35、10403255013.2根據(jù)摩擦片的外徑D=225mrmf發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Temax=168Nm,由表4-1查得n=10,D=32mmd=26mmb=4mml=30mnrj(rj=11.5Mpa,則由公式校核得：(rj=8.0MPa(rj=11.3MPa。rj=7.5MPa4.5。7.2 膜片彈簧的變形特性和加載方式由于膜片彈簧采用拉式結(jié)構(gòu)，故其正裝。離合器在分離和接合時(shí)，膜片彈簧的加載情況不一樣，相應(yīng)的有兩種加載方式和變形情況：(1)接合時(shí)：離合器接合時(shí)，膜片彈簧起壓緊彈簧之用，在壓盤一一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(duì)壓盤無(wú)壓緊作用。當(dāng)壓盤一一離合器蓋總

36、成與飛輪裝合時(shí)，離合器蓋前端面向飛輪前端面靠攏。因此，離合器蓋通過(guò)支承環(huán)4對(duì)膜片彈簧施加載荷Pi,膜片彈簧幾乎變平。同時(shí)在壓盤處也作用有載荷Pi。我們把Pi稱作壓緊力。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與,膜片彈簧分離軸承相對(duì)于壓盤高度的變化稱之為小端變形九2。(2)分離時(shí)：當(dāng)分離軸承以P2力作用在膜片彈簧的小端時(shí)，支承環(huán)4逐漸不起作用，而支承環(huán)5開始起作用。當(dāng)P2力達(dá)到一定值時(shí)，膜片彈簧被壓翻。分離時(shí)在膜片彈簧的大端處及小端處將進(jìn)一步產(chǎn)生附加變形九if和f。此時(shí)膜片彈簧大端處的變形%=*一+九1b。7.3 膜片彈簧的彈性變形特性前面說(shuō)過(guò)膜片彈簧起彈性作用的部分是其碟簧部分

37、，碟簧部分的彈性變形特性和螺旋彈簧是不一樣的，它是一種非線性的彈簧，其特性和碟簧部分的原始內(nèi)截錐高H及彈簧片厚h的比值H/h有關(guān)。不同的H/h值可以得到不同的特性變形特性。一般可以分成下列四中情況：HD,所以取rf=25mm,rp=27mm7.4.5 分離指數(shù)目n、切梢寬加、窗孔梢寬5、及半徑產(chǎn)汽車離合器膜片彈簧的分離指數(shù)目n12,一般在18左右，采用偶數(shù)，便于制造時(shí)模具分度切槽寬6尸3.23.5mm,d2=910mm,窗孔半徑乙一般情況下由(rre)=(0.81.4)d2(7-2)所以取rre=162=10mm參考下表7-2表7-2一些車型膜片彈簧的分離爪數(shù)n、切槽寬仃1、。2及半徑re車型

38、n。1(mm)仃2(mm)rre(mm)豐田183.2911北京BJ751183.21113上海SH771183.21112.5雪怫蘭183.21010可取得n=18、61=3.2mm62=10mm,re=84-10=74mm7.4.6 膜片彈簧與壓盤接觸半徑l和支承環(huán)作用半徑L的確定L和l的取值將影響膜片彈簧的剛度。一般，L應(yīng)接近R而略小于R,l應(yīng)盡量接近r而略大于r。取L=100mml=90mm7.4.7 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇假設(shè)膜片彈簧在承載過(guò)程中，其子午截面剛性地繞該截面上的某中性點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)。工作壓力P與軸向變形九i的關(guān)系式:(7-3)Hh?6(1-N2)(L-12L-1人2L-lJ

39、5式中：E彈性模量，對(duì)于鋼：E=2.110MPa以一泊松比，對(duì)于鋼：n=0.3;代入數(shù)據(jù)，得：R=352，；3099.1%+7934.9%(7-4)圖7-4 膜片彈簧的R -九i特性曲線由圖可得:-1M=1.8mm,in4.0mm,-iH=(%m+&1n)/2(7-5)得：1H=2.9mm彈簧工作點(diǎn)B一般取在凸點(diǎn)M和拐點(diǎn)H之間，且靠近或在H點(diǎn)處，一般九1B=(0.81.0)九1H(7-6)取b=0.96%h=2.8mm,同時(shí)：膜片彈簧小端分離軸承處作用有分離力B:P2 =L -11 - rp(7-7)得：P2=77.6513-683.62121750.35i7.4.8 膜片彈簧強(qiáng)度計(jì)算由前述假

40、設(shè)可知，子午截面在中性點(diǎn)o點(diǎn)處沿圓周方向的切向應(yīng)變?yōu)榱?，故該點(diǎn)的切向應(yīng)力也為零，o點(diǎn)以外的點(diǎn)均存在切向應(yīng)變和切向應(yīng)力。建立如圖7-5所示的坐標(biāo)系xoy,則截面上任意點(diǎn)（x,y）的切向應(yīng)力叫（MPa）為：(7-8)Ex-/2-y:1-；2ex式中：中一從自由狀態(tài)起，碟簧部分子午截面的轉(zhuǎn)角,一碟簧自由狀態(tài)時(shí)的圓錐底角，rad；e一中性點(diǎn)。的半徑，mm eR-r o ln(R/ r)R圖7-5中性點(diǎn)o為坐標(biāo)原點(diǎn)在子午截面處建立x-y坐標(biāo)系分析表明，B點(diǎn)的應(yīng)力值最高，通常只計(jì)算B點(diǎn)的應(yīng)力來(lái)校核碟簧的強(qiáng)度。即當(dāng)x=-(e-r),y=h/2,*=3+h=0.31時(shí)，以取得最大值,2e-r二舊(7-9)得：%=-1363MPa在分離軸承推力P2作用下，B點(diǎn)還受彎曲應(yīng)力,(7-10)6rfP2nbrh2式中：br為分離指根部的寬度，mmbr=21n當(dāng)徹底分離時(shí)，%f=2.4mm,九1=九化十%=5.2mm,止匕時(shí)P2=1525N,代入數(shù)據(jù)得:br=32.1mm,仃舊=166MPa考慮到彎曲應(yīng)力仃出是與切向應(yīng)力叫B相互垂直的拉應(yīng)力，根據(jù)最大切應(yīng)力強(qiáng)度理論,B點(diǎn)的當(dāng)量應(yīng)力為OjB=。舊-醍（7-10）代入數(shù)據(jù)得：qB=1529MPa350Zj466881010摩擦片