四驅(qū)汽車(chē)離合器設(shè)計(jì)（下載送圖紙）

1、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要汽車(chē)離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間的飛輪殼內(nèi)，用螺釘將離合器總成固定在飛輪的后平面上，離合器的輸出軸就是變速箱的輸入軸。膜片彈簧離合器是近年來(lái)在轎車(chē)和輕型汽車(chē)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(shū)詳細(xì)的說(shuō)明了輕型汽車(chē)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。本文主要是對(duì)獅跑輕型汽車(chē)的膜片式彈簧離合器進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)車(chē)輛使用條件和車(chē)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：利用Pro/E、CAD等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，并用MATLAB軟件對(duì)膜片

2、彈簧的彈性變形進(jìn)行了建模。主要進(jìn)行了以下工作：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速，整車(chē)質(zhì)量，車(chē)輪半徑等設(shè)計(jì)獅跑汽車(chē)離合器的各部件，主要有摩擦片的選擇，從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)，圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì),膜片彈簧設(shè)計(jì)，壓盤(pán)設(shè)計(jì)以及離合器蓋的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞: 離合器;膜片彈簧;從動(dòng)盤(pán);壓盤(pán);摩擦片ABSTRACTAutomobile Clutch in the engine and gearbox between the flywheel shell, with screw will be fixed in the clutch assembly after the plane of the flywheel, clutch

3、gearbox output shaft is the input shaft。In recent years theca spring clutch is a kind of clutch that widely Adopted in vehicle and light vehicle.It has great capacity of torque And more stabley ,manipulate easy and convenient ,well equilibrium ,And also can produce batch .so the research of the clut

4、ch is more and more important . This design manual elaborated on the construction form,parametre choose and process of calculate of the light vehicle.This article is Sportage light vehicles Diaphragm spring clutch design. In accordance with the conditions of vehicles and vehicle parameters, in accor

5、dance with the clutch system design steps and requirements, mainly for the following work: the use of Pro / E, CAD and other computer-aided design software related to design and use of MATLAB software, the flexibility of the diaphragm spring deformation modeling. Mainly the work of the following: In

6、 accordance with the largest engine torque, speed, vehicle quality and design of the wheel radius, such as the Lions ran the auto clutch parts, mainly the choice of friction plate, follower plate assembly design, the design of cylindrical helical spring, designed diaphragm spring, pressure plate des

7、ign and the design of the clutch cover.Key Words: Clutch;Theca Spring;Driven Plate;Friction discII目 錄摘 要IAbstractII第1章 緒 論31.1離合器的發(fā)展31.2 Pro/E軟件的特點(diǎn)41.3 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容5第2章 離合器設(shè)計(jì)方案選擇62.1 離合器性能關(guān)系式62.3外徑的確定72.4 本章小結(jié)9第3章 從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)103.1 摩擦片設(shè)計(jì)103.2 從動(dòng)盤(pán)轂設(shè)計(jì)103.3 從動(dòng)片設(shè)計(jì)143.4 扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì)143.4.1扭轉(zhuǎn)減振器的功能143.4.2扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型的選擇143

8、.4.3扭轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定153.5 減振彈簧的尺寸確定17第4章 膜片彈簧設(shè)計(jì)244.1 膜片彈簧的概念244.2 膜片彈簧的彈性特性244.3膜片彈簧的設(shè)計(jì)284.4 膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算314.4.1膜片彈簧大端半徑及大端半徑與分離指半徑比的選擇324.4.2膜片彈簧在自由狀態(tài)下的圓錐底角324.4.4分離指的數(shù)目和切槽寬及半徑324.4.5支承圈平均半徑和膜片彈簧與壓盤(pán)的接觸半徑324.5 本章小結(jié)33第5章 主動(dòng)部分設(shè)計(jì)345.1 壓盤(pán)設(shè)計(jì)345.2 離合器蓋設(shè)計(jì)355.3傳動(dòng)片設(shè)計(jì)375.4 分離套筒和分離軸承的設(shè)計(jì)405.5 本章小結(jié)40結(jié)論41參考文獻(xiàn)42致謝43附錄44附錄A

9、 英文文獻(xiàn)與中文參考譯文44附錄B 膜片彈簧的彈性特性曲線55加扣扣414951605 或 1304139763，購(gòu)買(mǎi)發(fā)CAD圖紙及相關(guān)文檔。第1章 緒 論1.1離合器的發(fā)展在早期研發(fā)的離合器結(jié)構(gòu)中，錐形離合器最為成功。它的原型設(shè)計(jì)曾裝在1889年德國(guó)戴姆勒公司生產(chǎn)的鋼制車(chē)輪的小汽車(chē)上。它是將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動(dòng)件。采用錐形離合器的方案一直延續(xù)到20世紀(jì)20年代中葉，對(duì)當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)，錐形離合器的制造比較簡(jiǎn)單，摩擦面容易修復(fù)。它的摩擦材料曾用過(guò)駱毛帶、皮革帶等。那時(shí)曾出現(xiàn)過(guò)蹄-鼓式離合器，其結(jié)構(gòu)有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。蹄-鼓式離合器用的摩擦元件是木塊、皮革帶等，蹄-鼓式

10、離合器的重量較錐形離合器輕。無(wú)論錐形離合器或蹄-鼓式離合器，都容易造成分離不徹底甚至出現(xiàn)主、從動(dòng)件根本無(wú)法分離的自鎖現(xiàn)象?，F(xiàn)今所用的盤(pán)式離合器的先驅(qū)是多片盤(pán)式離合器，它是直到1925年以后才出現(xiàn)的。多片離合器最主要的優(yōu)點(diǎn)是，汽車(chē)起步時(shí)離合器的接合比較平順，無(wú)沖擊。早期的設(shè)計(jì)中，多片按成對(duì)布置設(shè)計(jì)，一個(gè)鋼盤(pán)片對(duì)著一青銅盤(pán)片。采用純粹的金屬的摩擦副，把它們浸在油中工作，能達(dá)到更為滿意的性能。浸在油中的盤(pán)片式離合器，盤(pán)子直徑不能太大，以避免在高速時(shí)把油甩掉。此外，油也容易把金屬盤(pán)片粘住，不易分離。但畢竟還是優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)，許多其他離合器還在原創(chuàng)階段，性能很不穩(wěn)定1。石棉基摩擦材料的引入和改

11、進(jìn)，使得盤(pán)片式離合器可以傳遞更大的轉(zhuǎn)矩，能耐受更高的溫度。此外，由于采用石棉基摩擦材料后可用較小的摩擦面積，因而可以減少摩擦片數(shù)，這是由多片離合器向單片離合器轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。20世紀(jì)20年代末，直到進(jìn)入30年代時(shí)，只有工程車(chē)輛、賽車(chē)和大功率的轎車(chē)上才使用多片離合器。早期的單片干式離合器由與錐形離合器相似的問(wèn)題，即離合器接合時(shí)不夠平順。但是，由于單片干式離合器結(jié)構(gòu)緊湊，散熱良好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，所以以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車(chē)經(jīng)常采用它，尤其是成功地開(kāi)發(fā)了價(jià)格便宜的沖壓件離合器蓋以后更是如此。實(shí)際上早在1920年就出現(xiàn)了單片干式離合器，這和前面提到的發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關(guān)。但在那時(shí)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，由于技術(shù)設(shè)

12、計(jì)上的缺陷，造成了單片離合器在接合時(shí)不夠平順的問(wèn)題。第一次世界大戰(zhàn)后初期，單片離合器的從動(dòng)盤(pán)金屬片上是沒(méi)有摩擦面片的，摩擦面片是貼附在主動(dòng)件飛輪和壓盤(pán)上的，彈簧布置在中央，通過(guò)杠桿放大后作用在壓盤(pán)上。后來(lái)改用多個(gè)直徑較小的彈簧，沿著圓周布置直接壓在壓盤(pán)上，成為現(xiàn)今最為通用的螺旋彈簧布置方法。這種布置在設(shè)計(jì)上帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的好處，使壓盤(pán)上的彈簧的工作壓力分布更均勻，并減小了軸向尺寸。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)上的改進(jìn)使人們逐漸趨向于首選單片干式摩擦離合器，因?yàn)樗哂袕膭?dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、散熱性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、尺寸緊湊、分離徹底等優(yōu)點(diǎn)，而且由于在結(jié)構(gòu)上采取一定措施，已能做到接合盤(pán)式平順，因此現(xiàn)在廣

13、泛采用于大、中、小各類車(chē)型中。如今單片干式離合器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面相當(dāng)完善。采用具有軸向彈性的從動(dòng)盤(pán)，提高了離合器的接合平順性。離合器從動(dòng)盤(pán)總成中裝有扭轉(zhuǎn)減振器，防止了傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)共振，減小了傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲和載荷。隨著人們對(duì)汽車(chē)舒適性要求的提高，離合器已在原有基礎(chǔ)上得到不斷改進(jìn)，乘用車(chē)上愈來(lái)愈多地采用具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn)減振器，能更好地降低傳動(dòng)系的噪聲。對(duì)于重型離合器，由于商用車(chē)趨于大型化，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不斷加大，但離合器允許加大尺寸的空間有限，離合器的使用條件日酷一日，增加離合器傳扭能力，提高使用壽命，簡(jiǎn)化操作，已成為重型離合器當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。為了提高離合器的傳扭能力，在重型汽車(chē)上可采用雙片干式離合

14、器。從理論上講，在相同的徑向尺寸下，雙片離合器的傳扭能力和使用壽命是單片的2倍。但受到其他客觀因素的影響，實(shí)際的效果要比理論值低一些。近年來(lái)濕式離合器在技術(shù)上不斷改進(jìn)，在國(guó)外某些重型車(chē)上又開(kāi)始采用多片濕式離合器的設(shè)計(jì)。與干式離合器相比，由于用油泵進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的結(jié)果，摩擦表面溫度較低(不超過(guò)93)，因此，起步時(shí)長(zhǎng)時(shí)間打滑也不致燒損摩擦片。查閱國(guó)內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的5-6倍，但濕式離合器優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)的，超過(guò)這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。目前此技術(shù)尚不夠完善3。1.2 Pro/E軟件的特點(diǎn)Pro/Engineer是美國(guó)PTC公司開(kāi)發(fā)的一套機(jī)械CA

15、D/CAE/CAM集成軟件，其技術(shù)領(lǐng)先，在機(jī)械、電子、航空、郵電、兵工、仿真等各行各業(yè)都有應(yīng)用，在CAD/CAE/CAM領(lǐng)域中處于領(lǐng)先地位。它集零件設(shè)計(jì)、大型組件設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、模具開(kāi)發(fā)、數(shù)控加工、運(yùn)動(dòng)分析、有限元分析、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能于一身，具有參數(shù)化設(shè)計(jì)，特征驅(qū)動(dòng)，單一數(shù)據(jù)庫(kù)等特點(diǎn)，大大加快了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)速度。為產(chǎn)品上市贏得了寶貴的時(shí)間。 未來(lái)的Pro/E發(fā)展將是參數(shù)化的設(shè)計(jì)，二次開(kāi)發(fā)將是其中的一個(gè)重要方向，這就需要將其集中化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化。(1)集中化涉及的功能集中、信息集中、 過(guò)程集中于動(dòng)態(tài)聯(lián)盟中的企業(yè)集中；與其它軟件的集中，更是在設(shè)計(jì)中起到舉足輕重的作用(2

16、)網(wǎng)絡(luò)化   技術(shù)的飛速發(fā)展，改變了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)模式，使得資源得到更好的利用。(3)智能化   在實(shí)現(xiàn)集中話和網(wǎng)絡(luò)化的同時(shí)，將人工的智能技術(shù)，特別是專家的系統(tǒng)技術(shù)，與傳統(tǒng)的PRO/E技術(shù)結(jié)合起來(lái)，形成能夠完成方案構(gòu)思與擬定設(shè)計(jì)方案與選擇 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 參數(shù)確定等設(shè)計(jì)活動(dòng)智能化的PRO/E系統(tǒng)，是PRO/E發(fā)展方向。(4)標(biāo)準(zhǔn)化   將PRO/E繪的圖用ANSYS或ADAMS進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析，運(yùn)動(dòng)分析，熱分析，都需要將圖像格式標(biāo)準(zhǔn)化為IGES,STEP;接口標(biāo)準(zhǔn)化CGI,計(jì)算機(jī)體系源文件CGM,面向圖形應(yīng)用軟件的標(biāo)準(zhǔn)GKS和PHIGS等等本設(shè)計(jì)使

17、用的Pro/Engineer Wildfire3.0是Pro/Engineer的最新版本，其功能較以前的版本有了很大的提高，而且操作界面也更為好用，可以大大提高技術(shù)人員的工作效率。1.3 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容參照獅跑汽車(chē)的參數(shù)可以選擇離合器摩擦片的摩擦面積以及材料，依次可以設(shè)計(jì)離合器的各總成，利用CAD軟計(jì)畫(huà)出裝配圖以及分解為各個(gè)零件圖，找出不足之處加以修正，利用PRO/E軟件建模各零件然后裝配（1）研究國(guó)內(nèi)外離合器發(fā)展?fàn)顩r。（2）根據(jù)獅跑汽車(chē)參數(shù)進(jìn)行離合器設(shè)計(jì)。（3）方案的選擇。（4）根據(jù)方案設(shè)計(jì)各零件。（5）利用Pro/E，CAD軟件對(duì)設(shè)計(jì)的各個(gè)零件進(jìn)行裝配。第2章 離合器設(shè)計(jì)方案選擇2.1 離合

18、器性能關(guān)系 摩擦片或從動(dòng)盤(pán)的外徑是離合器的重要參數(shù)，它對(duì)離合器的輪廓尺寸有決定性的影響，并根據(jù)離合器能全部傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩來(lái)選擇。為了能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，離合器的靜摩擦力矩應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，而離合器傳遞的摩擦力矩又決定于其摩擦面數(shù)Z、摩擦系數(shù)f、作用在摩擦面上的總壓緊力P與摩擦片平均摩擦半徑Rm，即 (2.1) 式中：離合器的后備系數(shù)，見(jiàn)表2.2摩擦系數(shù)，計(jì)算時(shí)取0.4該車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩為184N·m，取后備系數(shù)為1.25可得離合器的靜摩擦力矩。2.2后備系數(shù)的選擇離合器的后備系數(shù)，選擇時(shí)應(yīng)考慮摩擦片磨損后仍能傳遞及避免起步時(shí)滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；同時(shí)應(yīng)考慮防止傳動(dòng)系過(guò)載及

19、操縱輕便等。本設(shè)計(jì)是基于獅跑汽車(chē)的離合器設(shè)計(jì)，該車(chē)型屬于越野車(chē)類型，故選擇本次設(shè)計(jì)的后備系數(shù)取=1.25。因?yàn)樵撥?chē)型為城市越野車(chē)，不需要太大的后備系數(shù)。本車(chē)設(shè)計(jì)采用單片膜片彈簧離合器。本車(chē)采用的摩擦式離合器是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，維修方便，目前大多數(shù)汽車(chē)都采用這種形式的離合器。而采用干式離合器是因?yàn)闈袷诫x合器大多是多盤(pán)式離合器，用于需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩的離合器，而該車(chē)型不在此列。采用膜片彈簧離合器是因?yàn)槟て瑥椈呻x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，因此可設(shè)計(jì)成當(dāng)摩擦片磨損后，彈簧壓力幾乎可以保持不變，且可減輕分離離合器時(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

20、中心線是對(duì)的，因此其壓力實(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，使離合器的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件數(shù)目減少，質(zhì)量減小并顯著地縮短了其軸向尺寸；另外，由于膜片彈簧與壓盤(pán)是以整個(gè)圓周接觸，使壓力分布均勻，摩擦片的接觸良好，磨損均勻，也易于實(shí)現(xiàn)良好的散熱通風(fēng)等。由于膜片彈簧離合器具有上述一系列的優(yōu)點(diǎn)，并且制造膜片彈簧的工藝水平也在不斷地提高，因而這種離合器在轎車(chē)及微型、輕型客車(chē)上已得到廣泛的采用，而且逐漸擴(kuò)展到載貨汽車(chē)上。從動(dòng)盤(pán)選擇單片式從動(dòng)盤(pán)是一位其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。壓盤(pán)驅(qū)動(dòng)方式采用傳動(dòng)片式是因?yàn)槠錄](méi)有太明顯的缺點(diǎn)且簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了裝配要求又有利

21、于壓盤(pán)定中。選擇推式離合器是因?yàn)榱慵?shù)目更少，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)化，軸向尺寸更小，質(zhì)量更??；并且分離杠桿較大，使其踏板操縱力較輕。綜上本次設(shè)計(jì)選擇單片推式膜片彈簧離合器2。表2.1 獅跑汽車(chē)離合器設(shè)計(jì)依據(jù)參數(shù)名稱數(shù)據(jù)整備質(zhì)量MM=1418kg總質(zhì)量mm=1793kg主傳動(dòng)比i00=4.625最大道路阻力系數(shù)=0.417最大扭矩=184/4500rpm最大功率P/n=184/4500rpm傳動(dòng)系機(jī)械效率=0.93最大爬坡度=16.5最大車(chē)速前后輪胎規(guī)格215/65 R16表2-2 后備系數(shù)車(chē) 型轎車(chē) 輕型貨車(chē)中 重型貨車(chē)越野車(chē) 牽引車(chē)后 備 系 數(shù)1.301.751.602.252.03.52.3外徑的確

22、定摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，它和離合器所需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。顯然，傳遞大的轉(zhuǎn)矩，就需要大的尺寸。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩是重要的參數(shù)，當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩來(lái)確定D時(shí)，摩擦片的外徑D是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，所以應(yīng)先確定摩擦片的外徑D，在確定外徑時(shí)，可以根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式（2.23）計(jì)算出： D=100 (2.2)式中:D摩擦片外徑，mmT發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，N.mA和車(chē)型及使用條件有關(guān)的常數(shù)將數(shù)據(jù)：T=184N.m，轎車(chē)單片摩擦離合器A=47,代入式（2.2），則得：D=197.86mm。根據(jù)離合器摩擦片的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化原則，由表2.32

23、（即GB145774）可取摩擦片有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸：外徑D=200mm，徑d=140mm厚度h=3.5mm內(nèi)徑與外徑比值C=0.7。 表2.3 摩擦尺寸系列和參數(shù)外徑內(nèi)徑厚度內(nèi)外徑之比單位面積1601103.20.687106001801253.50.694132002001403.50.700160002251503.50.667221002501553.50.620302002801653.50.589402003001753.50.583466003251903.50.5855460035019540.5576780038020540.54072900所選的尺寸D應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(JB1457-

24、74)的規(guī)定。表2-3離合器摩擦片的尺寸系列和參數(shù)。另外，所選的D應(yīng)符合其最大圓周速度不超過(guò)6570m/s的要求，且重型汽車(chē)不應(yīng)超過(guò)50m/s。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)該車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Te max為184N·m及表可查出本車(chē)將使用單片式離合器，且離合器摩擦片外徑為200mm。再查表2.3以及表2-4即可得到摩擦片的具體參數(shù)，如下：摩擦片外徑D=200mm摩擦片內(nèi)徑d=140mm摩擦片厚度h=3.5mm摩擦片內(nèi)外徑比d/D=0.7單面面積F=221cm2摩擦片根據(jù)已知的數(shù)據(jù)建模如圖2.1。圖2.1 從動(dòng)盤(pán)的Pro/E模型2.4 本章小結(jié)本章對(duì)離合器的摩擦片進(jìn)行了選擇，確定了離合器摩擦片的外徑

25、尺寸，對(duì)以后其他多個(gè)部件總成的外形尺寸選擇起了決定作用。通過(guò)對(duì)摩擦片這個(gè)零件的設(shè)計(jì)選擇，還可以間接確定離合器的外形尺寸等。第3章 從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)3.1 摩擦片選擇離合器表面片在離合器接合過(guò)程中將遭到嚴(yán)重的滑磨，在相對(duì)很短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，因此，要求面片應(yīng)有下列一些綜合性能：（1）在工作時(shí)有相對(duì)較高的摩擦系數(shù)；（2）在整個(gè)工作壽命期內(nèi)應(yīng)維持其摩擦特性，不希望出現(xiàn)，摩擦系數(shù)衰退現(xiàn)象；（3）在短時(shí)間內(nèi)能吸收相對(duì)高的能量，且有好的耐磨性能；（4）能承受較高的壓盤(pán)作用載荷，在離合器接合過(guò)程中表現(xiàn)出良好的性能；（5）能抵抗高轉(zhuǎn)速下大的離心力載荷而不破壞；（6）在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，有足夠的剪切強(qiáng)度；（7

26、）具有小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，材料加工性能良好；（8）在整個(gè)正常工作溫度范圍內(nèi)，和對(duì)偶材料壓盤(pán)、飛輪等有良好的兼容摩擦性能；（9）摩擦副對(duì)偶面有高度的溶污性能，不易影響它們的摩擦作用；（10）具有良好的性能/價(jià)格比，不會(huì)污染環(huán)境3。鑒于以上各點(diǎn)，近年來(lái)，摩擦材料的種類增長(zhǎng)極快。挑選摩擦材料的基本原則是：（1）滿足較高性能標(biāo)準(zhǔn)；（2）成本最??；（3）考慮用石棉。本設(shè)計(jì)離合器摩擦片選用石棉材料。3.2 從動(dòng)盤(pán)轂設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)毅的花鍵孔與變速器第一軸前端的花鍵軸以齒側(cè)定心矩形花鍵的動(dòng)配合相聯(lián)接，以便從動(dòng)盤(pán)毅能作軸向移動(dòng)?；ㄦI的結(jié)構(gòu)尺寸可根據(jù)從動(dòng)盤(pán)外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩按GB1144-74選取(見(jiàn)表3.1)。從動(dòng)盤(pán)毅花鍵

27、孔鍵齒的有效長(zhǎng)度約為花鍵外徑尺寸的(1.01. 4)倍(上限用于工作條件惡劣的離合器)，以保證從動(dòng)盤(pán)毅沿軸向移動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生偏斜。從動(dòng)盤(pán)轂還是與減振彈簧、扭轉(zhuǎn)減振器、減振盤(pán)等零件起定位和支撐的作用，從動(dòng)盤(pán)轂通過(guò)鉚釘與減振盤(pán)和從動(dòng)片連接，鉚釘選取直徑為D=10mm,用三個(gè)鉚釘均勻的布置，而且為了從動(dòng)盤(pán)與減振盤(pán)的軸向定位，在從動(dòng)盤(pán)轂的兩邊分別安裝有一個(gè)支撐片。表3.1 GB1144-74從動(dòng)盤(pán)外徑D/mm發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩/Nm花鍵齒數(shù)n花鍵外徑D/mm花鍵內(nèi)徑d/mm鍵齒寬b/mm有效齒長(zhǎng)l/mm擠壓應(yīng)力/MPa16050102318320101807010262132011.820011010292342

28、511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.238060010403255515.241072010453656013.143080010453656513.545095010524166512.5花鍵尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力 ( MPa)及剪切應(yīng)力j ( MPa)的 （3.1） （3.2） 式中： ，分別為花鍵外徑及內(nèi)徑，mm；n花鍵齒數(shù)；，b分別為花鍵的有效齒長(zhǎng)及鍵齒寬，mm；z從動(dòng)盤(pán)毅的數(shù)目；發(fā)動(dòng)機(jī)

29、最大轉(zhuǎn)矩，Nmm。從動(dòng)盤(pán)毅通常由40Cr ， 45號(hào)鋼、35號(hào)鋼鍛造，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，HRC2832。由表3.1取得：花鍵齒數(shù)n=10；花鍵外徑D=29mm；花鍵內(nèi)徑D=23mm；鍵齒寬b=4mm；有效齒長(zhǎng)l=25mm；擠壓應(yīng)力=28.8MPa；校核=19.342MPa；=2.16MPa符合強(qiáng)度得要求。計(jì)算完之后進(jìn)行從動(dòng)盤(pán)個(gè)零件的Pro/E建模，減振彈簧孔中心孔中心線距離圓心46mm,長(zhǎng)26.63mm,寬12.35mm,兩孔之間的角度60度。首先先畫(huà)出從動(dòng)盤(pán)，先建立一個(gè)圓盤(pán)如圖3.1所示。圖3.1 從動(dòng)盤(pán)建模過(guò)程1然后開(kāi)始拉伸安裝減震彈簧的孔，安裝鉚釘?shù)目讓?duì)于圓盤(pán)圓心的距離按照設(shè)計(jì)裝配關(guān)系設(shè)計(jì)為

30、61.55mm,減振彈簧所在的孔中心對(duì)圓盤(pán)的中心距離根據(jù)裝配關(guān)系應(yīng)該為46mm,根據(jù)減振彈簧的選擇，均布六個(gè)減振彈簧安裝孔，減振彈簧根據(jù)設(shè)計(jì)安裝長(zhǎng)度根據(jù)計(jì)算長(zhǎng)為26.35mm，寬為12mm,然后陣列如圖3.2所示。圖3.2 從動(dòng)盤(pán)建模過(guò)程2最后再分別拉伸與支撐片和摩擦片的鉚釘孔，并設(shè)計(jì)的擋槽，檔槽的位置依據(jù)彈簧的伸出量調(diào)節(jié)，效果如圖3.3所示。圖3.3 陣列孔然后設(shè)置檔槽 3.3 從動(dòng)片設(shè)計(jì) 從動(dòng)片通常用1.32.0mm厚的鋼板沖壓而成。本設(shè)計(jì)取1.5mm，有時(shí)將其外緣的盤(pán)形部分磨薄至0.651.0mm，以減小其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。從動(dòng)片的材料與其結(jié)構(gòu)型式有關(guān)，整體式即不帶波形彈簧片的從動(dòng)片，一般用高碳

31、鋼(50或85號(hào)鋼)或65Mn鋼板，熱處理硬度HRC3848；采用波形彈簧片的分開(kāi)式(或組合式)從動(dòng)片，從動(dòng)片采用08鋼板，氰化表面硬度HRC45，層深0.20.3mm；波形彈簧片采用65Mn鋼板，熱處理硬度 HRC4351。本設(shè)計(jì)成本設(shè)計(jì)從動(dòng)片的形狀依據(jù)從動(dòng)盤(pán)以及摩擦片的尺寸工作面做成扇形。 3.4 扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì)3.4.1扭轉(zhuǎn)減振器的功能為了降低汽車(chē)傳動(dòng)系的振動(dòng)，通常在傳動(dòng)系中串聯(lián)一個(gè)彈性一阻尼裝置，它就是裝在離合器從動(dòng)盤(pán)上的扭轉(zhuǎn)減振器。其彈性元件用來(lái)降低傳動(dòng)系前端的扭轉(zhuǎn)剛度，降低傳動(dòng)系扭振系統(tǒng)三節(jié)點(diǎn)振型的固有頻率，以便將較為嚴(yán)重的扭振車(chē)速移出常用車(chē)速范圍；其阻尼元件用來(lái)消耗扭振能量，從而

32、可有效地降低傳動(dòng)系的共振載荷。 3.4.2扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型的選擇圖3.4給出了幾種扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)圖，它們之間的差異在于采用了不同的彈性元件和阻尼裝置。采用圓柱螺旋彈簧和摩擦元件的扭轉(zhuǎn)減振器得到了最廣泛的應(yīng)用。在這種結(jié)構(gòu)中，從動(dòng)片和從動(dòng)盤(pán)毅上都開(kāi)有6個(gè)窗口，在每個(gè)窗口中裝有一個(gè)減振彈簧，因而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩由從動(dòng)片傳給從動(dòng)盤(pán)毅時(shí)必須通過(guò)沿從動(dòng)片圓周切向布置的彈簧，這樣即將從動(dòng)片和從動(dòng)盤(pán)毅彈性地連接在一起，從而改變了傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度。當(dāng)6個(gè)彈簧屬同一規(guī)格并同時(shí)起作用時(shí)，扭轉(zhuǎn)減振器的彈性特性為線性的。這種具有線性特性的扭轉(zhuǎn)減振器，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，廣泛用于汽油機(jī)汽車(chē)中。當(dāng)6個(gè)彈簧屬于兩種或三種規(guī)格且剛度由小

33、變大并按先后次序進(jìn)人工作時(shí)，則稱為兩級(jí)或三級(jí)非線性扭轉(zhuǎn)減振器。這種非線性扭轉(zhuǎn)減振器，廣泛為現(xiàn)代汽車(chē)尤其是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)所采用。柴油機(jī)的怠速旋轉(zhuǎn)不均勻度較大，常引起變速器常嚙合齒輪輪齒問(wèn)的敲擊。為此，可使扭轉(zhuǎn)減振器具有兩級(jí)或三級(jí)非線性彈性特性。第一級(jí)剛度很小，稱怠速級(jí)，對(duì)降低變速器怠速噪聲效果顯著。線性扭轉(zhuǎn)減振器只能在一種載荷工況(通常為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩)下有效地工作，而三級(jí)非線性扭轉(zhuǎn)減振器的彈性特性則擴(kuò)大了適于其有效工作的載荷工況范圍，這有利于避免傳動(dòng)系共振，降低汽車(chē)在行駛和怠速時(shí)傳動(dòng)系的扭振和噪聲。 采用空心圓柱形見(jiàn)或星形等其他形狀的橡膠彈性元件的扭轉(zhuǎn)減振器，也具有非線性的彈性特性。雖然其結(jié)構(gòu)

34、簡(jiǎn)單、橡膠變形時(shí)具有較大的內(nèi)摩擦，因而不需另加阻尼裝置，但由于它會(huì)使從動(dòng)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量顯著增大，且在離合器熱狀態(tài)下工作需用專門(mén)的橡膠制造，因此尚未得到廣泛采用。減振器的阻尼元件多采用摩擦片，結(jié)構(gòu)中阻尼摩擦片的正壓力靠從動(dòng)片與減振盤(pán)間的連接鉚釘建立。其結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單，但當(dāng)摩擦片磨損后，阻尼力矩便減小甚至消失。為了保證正壓力從而阻尼力矩的穩(wěn)定，可加進(jìn)碟形彈簧，同時(shí)采用不同剛度的碟形彈簧和圓柱螺旋壓簧分別對(duì)兩組摩擦片建立不同的正壓力，就可實(shí)現(xiàn)阻尼力矩的非線性變化5。1-從動(dòng)片；2-從動(dòng)盤(pán)轂；3-摩擦片；4-減振彈簧；5-碟形彈簧墊片；6-壓緊彈簧；7-減振盤(pán)；8-橡膠彈性元件圖3.4 減振器結(jié)構(gòu)圖3.4.

35、3扭轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定（1）扭轉(zhuǎn)減振器的角剛度減振器扭轉(zhuǎn)角剛度K定于減振彈簧的線剛度及結(jié)構(gòu)布置尺寸，按下列公式初選角剛度 K13 （3.3） 式中為極限轉(zhuǎn)矩，按下式計(jì)算=（1.52.0） （3.4）式中2.0適用商用車(chē)，1.5適用乘用車(chē)，本設(shè)計(jì)為乘用車(chē)，選取1.5，為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，代入數(shù)值得=256，K 4784。（2）扭轉(zhuǎn)減振器最大摩擦力矩由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度K受結(jié)構(gòu)及發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，不可能很低，故為了在發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效地消振，必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩。一般可按下式初選為 =（0.060.17） （3.5） 取=0.13，本設(shè)計(jì)按其選取=23.92N·

36、;m。（3）扭轉(zhuǎn)減振器的預(yù)緊力矩減振彈簧安裝時(shí)應(yīng)有一定的預(yù)緊。這樣，在傳遞同樣大小的極限轉(zhuǎn)矩它將降低減振器的剛度，這是有利的，但預(yù)緊力值一般不應(yīng)該大于摩擦力矩否則在反向工作時(shí)，扭轉(zhuǎn)減振器將停止工作。一般選取=（0.050.15）=23.92 N·m。（4）扭轉(zhuǎn)減振器的彈簧分布半徑減振彈簧的分布尺寸R1的尺寸應(yīng)盡可能大一些，一般取 R1 =（0.600.75）D/2 其中D為摩擦片內(nèi)徑，代入數(shù)值，得R1 =46mm。 （5）減振器彈簧數(shù)目 可參考表3.1選取，本設(shè)計(jì)D=200mm，故選取Z=6。表3.2減振彈簧的選取離合器摩擦片外徑減振彈簧數(shù)目Z 225250 46 250325 68

37、 325355 810 >350 10以上當(dāng)限位彈簧與從動(dòng)盤(pán)轂之間的間隙被消除時(shí)，彈簧傳遞扭矩達(dá)到最大Tj= （3.6） 式中的計(jì)算應(yīng)按Tj的大者來(lái)進(jìn)行=751N。每個(gè)彈簧工作壓力 （3.7） =125.1N（6）從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的最大轉(zhuǎn)角 (3.8)=4.35（7）限位銷(xiāo)與從動(dòng)盤(pán)缺口側(cè)邊的間隙 (3.9) 式中：R2為限位銷(xiāo)的安裝半徑，一般為2.54mm。本設(shè)計(jì)取=3。（8）限位銷(xiāo)直徑限位銷(xiāo)直徑按結(jié)構(gòu)布置選定，一般=9.512mm，本設(shè)計(jì)取=10。(9) 從動(dòng)盤(pán)轂缺口寬度及安裝窗口尺寸為充分利用減振器的緩沖作用，將從動(dòng)片上的部分窗口尺寸做的比從動(dòng)盤(pán)轂上的窗口尺寸稍大一些，如圖3-5所

38、示。圖3.5 從動(dòng)盤(pán)窗口尺寸簡(jiǎn)圖一般推薦A1-A=a=1.31.6mm。這樣，當(dāng)?shù)孛鎮(zhèn)鱽?lái)沖擊時(shí)，開(kāi)始只有部分彈簧參加工作，剛度較小，有利于緩和沖擊。本設(shè)計(jì)取a=1.35mm，A=25mm，A1=26.35mm3.5 減振彈簧的尺寸確定在初步選定減振器的主要尺寸后，即可根據(jù)布置上的可能來(lái)確定和減振彈簧設(shè)計(jì)的相關(guān)尺寸。彈簧的平均直徑：一般由結(jié)構(gòu)布置決定，通常選取=1115左右。本設(shè)計(jì)選取=12。彈簧鋼絲直徑： (3.10)式中扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力=550600MPa，D1算出后應(yīng)該圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，一般為34mm左右。代入數(shù)值，得=3.398，符合上述要求。 減振彈簧剛度： Kc=K/1000R1z (3.1

39、1) =321N/mm 減振彈簧的有效圈數(shù)： = (3.12) 式中G為材料的扭轉(zhuǎn)彈性模數(shù)，對(duì)鋼=83000N/mm2，代入數(shù)值，得=4.4。減振彈簧的總?cè)?shù)=6。減振彈簧在最大工作壓力P時(shí)最小長(zhǎng)度： (3.13)=22.91mm式中=0.337為彈簧圈之間的間隙。減振彈簧的總變形量： (3.14) =3.91mm減振彈簧的自由高度： (3.15) =26.82減振彈簧的預(yù)變形量： (3.16) =0.19mm減振彈簧安裝后的工作高度： (3.17) =26.63mm 確定好彈簧的參數(shù)之后，按照參數(shù)進(jìn)行螺旋掃描，過(guò)程如圖3.6所示。圖3.6減震彈簧建模過(guò)程圖3.7掃描螺旋彈簧設(shè)計(jì)完減振彈簧，再

40、設(shè)計(jì)減振盤(pán)轂，過(guò)程與從動(dòng)盤(pán)有類似，多了幾部分內(nèi)容為按照計(jì)算的尺寸軸向拉伸出花鍵軸，并在內(nèi)部做成花鍵并倒角，花鍵的尺寸在表3-1中。拉伸出安放減振彈簧孔的位置與從動(dòng)盤(pán)相同。效果如圖3.8所示。 圖3.8扭轉(zhuǎn)減震器的Pro/E模型設(shè)計(jì)完扭轉(zhuǎn)減震器與減震彈簧，把他們裝配到一起，檢查是否有干涉。如圖3.9所示圖3.9 裝入彈簧的減震器然后設(shè)計(jì)從動(dòng)盤(pán)，從動(dòng)盤(pán)的建立首先按照數(shù)據(jù)尺寸草繪出一個(gè)環(huán)形結(jié)構(gòu)。在環(huán)形結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，按照已經(jīng)算出的減振彈簧的尺寸，拉伸出安裝減振彈簧的孔，并在減振彈簧的外圍留出安裝鉚釘?shù)你T釘孔，具體建模過(guò)程見(jiàn)圖3.10與-圖3.11表示。圖3.10減振盤(pán)建立過(guò)程 選好位置后拉伸打孔，然后

41、陣列六個(gè)，如圖3.11，然后在圖上選取好位置打下從動(dòng)盤(pán)的鉚孔，鉚釘直徑選擇6毫米。然后陣列。圖3.11 留出彈簧安裝位置然后打孔 從動(dòng)盤(pán)盤(pán)工作過(guò)程中受到扭轉(zhuǎn)力的影響容易軸向偏移，這就需要在他兩側(cè)分別加裝支撐片鉚接，起到穩(wěn)定減振盤(pán)轂的作用，具體圖形如圖3.12所示。圖3.12 支撐彈簧片在建立了從動(dòng)盤(pán)的各個(gè)零件之后，應(yīng)該把這些零件裝配到一起，檢查一下是否有干涉現(xiàn)象的存在，如果沒(méi)有干涉，證明了從動(dòng)盤(pán)的建立適合格的。從動(dòng)盤(pán)的圖形如圖3.13所示。圖3.13 從動(dòng)盤(pán)的總裝總裝之后為了更清楚地看到從動(dòng)盤(pán)的結(jié)構(gòu)和零件之間的裝配關(guān)系，可以利用Pro/E軟件的圖形分解功能顯示，如圖3.15所示。圖3.15從動(dòng)

42、盤(pán)的分解圖3.6 本章小結(jié)離合器從動(dòng)盤(pán)各部件總成進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。從動(dòng)盤(pán)包括摩擦片、扭轉(zhuǎn)減振器、波形彈簧、從動(dòng)盤(pán)轂及其他一些起緊固、傳遞力作用的零件。考慮了其各方面的要求及特征，改進(jìn)了原零件的一些設(shè)計(jì)方案和材料，使整體效果更好一些。并能提高離合器本身的使用壽命及汽車(chē)的舒適性等。第4章 膜片彈簧設(shè)計(jì)4.1 膜片彈簧的概念膜片彈簧的大端處為一完整的截錐，類似無(wú)底的碟子，和一般機(jī)械上用的碟形彈簧一樣，故稱作碟簧部分。膜片彈簧起彈性作用的正是其碟簧部分。與碟形彈簧不同的是在膜片彈簧上還有徑向開(kāi)槽部分，形成許多稱為分離指、起分離杠桿作用的彈性杠桿。分離指與碟簧部小端交接處的徑向槽較寬且呈長(zhǎng)方孔，分離

43、指根部的過(guò)渡圓角半徑應(yīng)大于3.5mm，以減少分離指根部的應(yīng)力集中，長(zhǎng)方孔又可用來(lái)安置銷(xiāo)釘固定膜片彈簧14。4.2 膜片彈簧的彈性特性膜片彈簧的彈性特性是由其碟簧部分所決定，是非線性的，與自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)錐高H及彈簧的鋼板厚h有關(guān)。不同的H/h值有不同的彈性特性。當(dāng)(H/h)<時(shí)，P為增函數(shù)，這種彈簧的剛度大適于承受大載荷并用作緩沖裝置中的行程限制。當(dāng)(H/h)=，特性曲線上有一拐點(diǎn)，若(H/h)=1.5，則特性曲線中段平直，即變形增加但載荷P幾乎不變，故這種彈簧稱零剛度彈簧。當(dāng)<H/h)<2，則特性曲線中有一段負(fù)剛度區(qū)域，即變形增加而載荷反而減小。這種特性很適于作為離合

44、器的壓緊彈簧。因?yàn)榭衫闷湄?fù)剛度區(qū)使分離離合器時(shí)載荷下降，達(dá)到操縱省力的目的。當(dāng)然，負(fù)剛度也不宜過(guò)大，以免彈簧工作位置略微變動(dòng)就引起彈簧壓緊力過(guò)大的變化。為兼顧操縱輕便及壓緊力變化不大，汽車(chē)離合器膜片彈簧通常取1.5<(H/h)<2。當(dāng)(H/h)=則特性曲線的極小點(diǎn)落在橫坐標(biāo)軸上；當(dāng)(H/h)>2，則特性曲線具有更大的負(fù)剛度區(qū)且具有載荷為負(fù)值的區(qū)域。這種彈簧適于汽車(chē)液力傳動(dòng)中的鎖止機(jī)構(gòu)12。碟形彈簧當(dāng)其大、小端部承受壓力的時(shí)候，載荷P與變形久之間有如下式4.1的關(guān)系： (4.1) 式中：E彈性模量，對(duì)于鋼：E=21 X 104MPa波桑比，鋼材料取=0. 3；h彈簧鋼板厚度，

45、mm；H碟簧的內(nèi)截錐高，mm；R碟簧大端半徑，mm；A系數(shù)，m碟簧大、小端半徑之比，m=R/r。 (4.2) 經(jīng)過(guò)整理式可得如下關(guān)系式： 繪制出膜片彈簧的特性曲線， (4.3)以上的計(jì)算方式計(jì)算量比較大，容易出錯(cuò)，并且不容易找到極值點(diǎn)，圖形不準(zhǔn)確，不直觀，可以使用MATLAB軟件進(jìn)行分析。假設(shè)膜片彈簧在承載過(guò)程中，其子午線剛性地繞上地某中性點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)通過(guò)支承環(huán)和壓盤(pán)加載膜片彈簧上地載荷P1(N)集中在支承點(diǎn)處，加載點(diǎn)間的相對(duì)軸向變形為x1(mm),則膜片彈簧的彈性特性如下式表示：式中，E彈性模量，鋼材料取E=2.0×Mpa； b泊松比，鋼材料取b=0.3； R自由狀態(tài)下碟簧部分大端半

46、徑，mm； r自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑，mm； R1壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑，mm； r1支承環(huán)加載點(diǎn)半徑，mm； H自由狀態(tài)下碟簧部分內(nèi)截錐高度，mm；h膜片彈簧鋼板厚度，mm。利用Matlab軟件進(jìn)行P1x1特性曲線的繪制，程序和圖形如下：程序如下：x1=0:0.2:7;%x1為膜片彈簧在壓盤(pán)接觸點(diǎn)處的軸向變形E=2.0*105;%彈性模量（Mpa）b=0.3;%泊松比R=93;%自由狀態(tài)下碟簧部分大端半徑(mm)r=75.58;%自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑(mm)H=4.0;%自由狀態(tài)下碟簧部分內(nèi)截錐高度（mm）h=2.5;%膜片彈簧鋼板厚度（mm）R1=93;%壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑（mm）r1=77

47、;%支承環(huán)加載點(diǎn)半徑（mm）P1=(pi*E*h*x1/(6*(1-b2)*log(R/r)/(R1-r1)2).*(H-x1*(R-r)/(R1-r1).*(H-(x1/2)*(R-r)/(R1-r1)+h2);%以下用于繪圖clf plot(x1,P1,'-b');axis(0,7,0,8000);%設(shè)置坐標(biāo)hold onhold off,grid onxlabel('變形x1/mm')ylabel('工作壓力P1/N')title('P1-x1特性曲線')：確定膜片彈簧的工作點(diǎn)位置:可以利用Matlab 軟件尋找P1x1特性

48、曲線中M,N的位置坐標(biāo)，具體程序如下x1=0:0.2:7;%x1為膜片彈簧在壓盤(pán)接觸點(diǎn)處的軸向變形E=2.0*105;%彈性模量（Mpa）b=0.3;%泊松比R=93;%自由狀態(tài)下碟簧部分大端半徑(mm)r=75.58;%自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑(mm)H=4.0;%自由狀態(tài)下碟簧部分內(nèi)截錐高度（mm）h=2.5;%膜片彈簧鋼板厚度（mm）R1=93;%壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑（mm）r1=77;%支承環(huán)加載點(diǎn)半徑（mm）P1=(pi*E*h*x1/(6*(1-b2)*log(R/r)/(R1-r1)2).*(H-x1*(R-r)/(R1-r1).*(H-(x1/2)*(R-r)/(R1-r1)+h2

49、);%以下用于繪圖clf plot(x1,P1,'-b');axis(0,7,0,8000);%設(shè)置坐標(biāo)hold onhold off,grid onxlabel('變形x1/mm')ylabel('工作壓力P1/N')title('P1-x1特性曲線')zoom outx,y=ginput(1)x = 2.2984y = 5.5556e+003x,y=ginput(1)x = 4.2823y = 5.0175e+003 則可知2.2984, 5.0175e+0.3N上述曲線的拐點(diǎn)H對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且則2.2984+5

50、.0175/2=3.6530新離合器在接合狀態(tài)時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)B一般取在凸點(diǎn)M和拐點(diǎn)M之間，且靠近或在H點(diǎn)處，一般根據(jù)以上的程序可以得出膜片彈簧彈性特性曲線，見(jiàn)附錄的內(nèi)容。4.3膜片彈簧的設(shè)計(jì)4.3.1膜片彈簧的基本參數(shù)的選擇（1）比值和h的選擇為了保證離合器壓緊力變化不大和操縱輕便，汽車(chē)離合器用膜片彈簧的一般為1.52.0，板厚h為24mm故初選h=2.5mm, =1.6則H=1.54h=4.0mm。（2）比值和R、r的選擇由于摩擦片平均半徑Rc=D+d/4=200+140/4=85mm，對(duì)于推式膜片彈簧的R值，應(yīng)滿足關(guān)系RRc=85mm.故取R=93mm,再結(jié)合實(shí)際情況取R/r=1.25

51、7,則r=75.58mm。（3）的選擇arctanH/(R-r)=arctan4.0/(93-75.58)10.46°，滿足9°15°的范圍。（4）分離指數(shù)目n的選取取為n=18。（5）膜片彈簧小端內(nèi)半徑 及分離軸承作用半徑的確定由離合器的結(jié)構(gòu)決定，其最小值應(yīng)大于變速器第一軸花鍵的外徑。（6）切槽寬度1、2及半徑取13.5mm, 2=10mm, 滿足r->=2,則<=r-2=75.58-10=65.58mm故取64mm.（7）壓盤(pán)加載點(diǎn)半徑R1和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑r1的確定(a)自由狀態(tài)；（b）結(jié)合狀態(tài)；（c）分離狀態(tài)圖4.1膜片彈簧在離合器接合和分離狀態(tài)時(shí)的受力以及變形R1和r1需滿足下列條件：故選擇R193mm， r177mm。則取則此時(shí)校核后備系數(shù)滿足要求離合器徹底分離時(shí)，膜片彈簧大端的變形