【乘用車摩擦片式離合器設(shè)計9500字（論文）】

-31-乘用車摩擦片式離合器設(shè)計摘要：離合器置身發(fā)動機與變速器中的飛輪殼體中，被螺釘固于飛輪后平面上,其輸出軸是變速器輸入軸。在車輛駕駛過程中,司機通過踩踏離合踏板使其處于連接或斷離狀態(tài),短暫分離或逐步結(jié)合發(fā)動機和變速箱,從而傳輸或截斷從發(fā)動機輸入到變速箱的能量。離合器系機動車傳動系中單獨的組件,能夠直接連接到發(fā)動機。摩擦離合器如今在各類型車輛中的使用越來越普遍，它主要依賴主部件和驅(qū)動部件所產(chǎn)生的摩擦進行能量傳遞和分離。車輛離合器看似機器構(gòu)造單一、運作原理淺顯，但是它的結(jié)構(gòu)發(fā)展史卻早已經(jīng)歷了上百年，傾注了幾代設(shè)計者的智慧與汗血才成就了如今的景象。在近代車輛的制造過程中，膜片彈簧離合器被各型車輛大面積采用。以乘用車的主要參數(shù)及制造工藝為基礎(chǔ)對拉式膜片彈簧進行設(shè)計。此次設(shè)計借鑒了近幾年國內(nèi)外的各項研究，查閱了大量相關(guān)的著作及文獻，基于轎車的技術(shù)參數(shù)進行設(shè)計，主要內(nèi)容包括：摩擦片、膜片彈簧、從動盤總成、壓盤等。分析說明拉式膜片彈簧及推式的異同，并對二者的特性、功能進行比較衡量，做最佳選擇，并改良摩擦片和膜片彈簧等部件。關(guān)鍵詞:離合器；摩擦片；從動片總成；操縱機構(gòu)；膜片彈簧；目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要： -1-Abstract: -2-1.引言 -5-1.1選題的目的 -5-1.2離合器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 -5-1.3離合器的概述 -6-1.3.1膜片彈簧離合器的概述 -6-1.3.2離合器的工作原理 -7-1.4設(shè)計主要內(nèi)容 -9-2.離合器基本結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)的選擇 -10-2.1離合器的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 -10-2.1.1從動盤數(shù)的選擇 -10-2.1.2壓緊彈簧和布置形式的選擇 -10-2.1.3膜片彈簧的支撐形式 -10-2.2離合器基本性能關(guān)系式 -11-2.3基本結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)的選擇 -11-2.3.1摩擦片外徑D的確定 -11-2.3.2離合器后備參數(shù)β的確定 -12-2.3.3單位壓力P的確定 -12-2.4本章小結(jié) -13-3.離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算 -14-3.1從動盤總成 -14-3.1.1從動片 -14-3.1.2從動盤轂 -15-3.1.3從動盤摩擦材料 -16-3.2壓盤設(shè)計 -17-3.2.1壓盤的驅(qū)動方式 -17-3.2.2壓盤的選材 -18-3.3扭轉(zhuǎn)減振器 -18-3.3.1扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)的選擇 -18-3.3.2減振彈簧的安裝位置 -19-3.3.3全部減振彈簧總的工作負荷 -19-3.3.4單個減振彈簧的工作負荷 -19-3.3.5減振彈簧尺寸 -20-3.4從動軸的計算 -21-3.4.1選材 -21-3.5本章小結(jié) -22-4.膜片彈簧的設(shè)計 -23-4.1膜片彈簧的概述 -23-4.2膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 -23-4.2.1膜片彈簧是主要參數(shù)的計算 -23-4.2.2膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計 -24-4.2.3膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系 -25-4.2.4膜片彈簧的應(yīng)力計算 -27-4.3本章小結(jié) -28-5.離合器操縱系統(tǒng)的設(shè)計 -29-5.1操縱機構(gòu) -29-5.1.1離合器踏板行程計算 -29-5.1.2踏板力的計算 -29-5.2分離軸承壽命計算 -30-5.3本章小結(jié) -30-結(jié)論 -32-致謝 -33-參考文獻 -34-引言選題的目的離合器的設(shè)計要符合任何環(huán)境下運作，都能平穩(wěn)輸送發(fā)動機最大扭矩，有合適的扭矩儲備，避免傳動系過載。離合器在接合時應(yīng)完整、輕柔及平穩(wěn)，以確保車輛在開動時無沖擊和震顫，脫開時應(yīng)快速、完全。為了達到降低換檔引起的變速器檔位之間的摩擦，方便改變檔位，減輕同步器損耗，驅(qū)動部分轉(zhuǎn)動慣量應(yīng)小。需離合器能很好地散發(fā)熱量，達到降低其運行時所產(chǎn)生溫度的目的，使溫度不會太高，增加其使用期限。要能防止與削弱傳動系里的震顫與沖擊，能夠減輕抖動、減少噪音和弱化沖擊。能夠使司機輕巧而又精準地進行操控，減少其工作量。以離合器運轉(zhuǎn)時的狀態(tài)為例，為達到使其平穩(wěn)運行的目的，要充分降低由摩擦系數(shù)帶來的變化。為了保證它的工作可靠度及使用期限長，離合器要有足夠的強度和動態(tài)平衡。離合器應(yīng)具備構(gòu)造簡易，精密，質(zhì)量小等特點。其制作工藝水平要高，能夠便于拆裝，調(diào)節(jié)及保養(yǎng)等。我希望在此次設(shè)計中將離合器最優(yōu)化，為大家提供一些設(shè)計思路。此次設(shè)計的目標是摒棄傳統(tǒng)推式膜片彈簧離合器，開發(fā)新型拉式膜片彈簧離合器。離合器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)：我國汽車離合器企業(yè)仍要走很長的一段路，縮短與國外之間的差距。我國企業(yè)劣勢在于：①品牌知名度②技術(shù)工藝③成品品質(zhì)④研發(fā)設(shè)計能力⑤生產(chǎn)機械化。就產(chǎn)品技術(shù)而言，由于我國生產(chǎn)離合器企業(yè)的不懈努力，國內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)的膜片彈簧離合器的類型已可以完全滿足我國各種類型車的需要，各大汽車企業(yè)不斷吐故納新，汲取國外先進技術(shù)，擇善而從，目前我國新研制的零件都獲得了市場上的普遍認可，取得了極大成就，使國內(nèi)汽車行業(yè)煥然一新。國外：就國內(nèi)外的變化走向而言，車輛性能在光速提升，因此，增強離合器的穩(wěn)定性和耐久性，提升其于發(fā)動機高轉(zhuǎn)速環(huán)境下的適應(yīng)力，加強離合器傳遞扭矩的能力，使離合器操作輕便，是目前離合器研發(fā)的重要突破點。離合器的概述1.3.1膜片彈簧離合器的概述膜片彈簧離合器用膜片彈簧替換杠桿分離機構(gòu)與一般螺旋彈簧，由于其處于中心位置，故而它也可以被視作是一個中央彈簧離合器，見圖1.1。離合器用膜片彈簧作為壓縮彈簧能帶來許多益處。首先，膜片彈簧自帶彈簧夾和分離器的功效，減少了零件的數(shù)量和重量；再者，其能夠極大地簡化離合器的構(gòu)造，還能夠使離合器的軸間尺寸有效的減少；此外，膜片彈簧的設(shè)計擁有杰出的非線性特性，能使摩擦板即便磨損到極致，壓縮力也能維持其形態(tài)，并且可以減弱分離離合器時的踏板力，便于操作，節(jié)省力氣。其運作特質(zhì)見圖1.4。此外，膜片彈簧的位置與離合器旋轉(zhuǎn)軸線完全對稱，達到離心力不會影響到其壓縮力的目的，使之能夠適應(yīng)高轉(zhuǎn)速的工作環(huán)境。離合器壓盤升程與分離軸承行程影響其機能的優(yōu)劣。我們把壓盤升程與分離軸承行程的關(guān)系認為是線性關(guān)系，如圖1.2。事實上，離合器斷開時，壓盤的抬起會稍微延擱，因為在外界壓力下離合器蓋等部件會走樣，支架接合位置有裂縫，如圖1.3所示。此外，離合器工作時間、運作頻率、膜片不同的安裝方式，都關(guān)系著壓盤啟動的升程是否會延后。若想讓膜片彈簧兼具良好特質(zhì)，應(yīng)根據(jù)以下思路進行設(shè)計：(1)精選膜片彈簧有關(guān)幾何尺寸參數(shù)；(2)優(yōu)化膜片彈簧與壓盤支撐表面接觸狀態(tài)。圖1.2理論曲線圖1.3實際曲線圖1.4膜片彈簧工作特性1.3.2離合器的工作原理如上圖1.1所示，摩擦離合器由四個部分構(gòu)成：主動部分、從動部分、壓緊機構(gòu)、操縱機構(gòu)。車輛行駛時，動力由發(fā)動機通過曲軸、飛輪、壓盤通過摩擦傳動給從動盤上，再通過花鍵對變速箱輸入軸傳遞動力。當離合踏板工作時，通過液壓系統(tǒng)推進分泵、分離撥叉、分離軸承、分離指，來實現(xiàn)壓盤與從動盤分離不再產(chǎn)生摩擦，動力中斷。拉式膜片彈簧離合器對比推式：拉式膜片彈簧應(yīng)安裝指定的分離軸承，如圖1.5。構(gòu)造比較繁瑣，安裝及拆卸較為麻煩。不過由于其綜合性能優(yōu)越，日漸被各類機動車所普遍應(yīng)用。1-軸承內(nèi)圈2-軸承外圈3-軸承罩4-波形彈簧5-分離套筒6-碟形彈簧7-擋環(huán)8-鎖環(huán)圖1.5拉式自動調(diào)心式分離軸承裝置設(shè)計主要內(nèi)容摩擦離合器為各類車輛大面積采用，是一種依賴主部件和驅(qū)動部件產(chǎn)生的摩擦以達能量輸送目的，而且還能分離的組件。下面我將針對所設(shè)計的拉式膜片彈簧離合器的構(gòu)造、運行機制和功能進行一一闡述，并將其與傳統(tǒng)的推式進行鮮明對比，詳細介紹拉式離合器的優(yōu)勢。

離合器基本結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)的選擇離合器的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計2.1.1從動盤數(shù)的選擇通常按從動盤數(shù)分為三類：1.單片離合器；2.雙片離合器；3.多片離合器。本次設(shè)計為單片離合器。2.1.2壓緊彈簧和布置形式的選擇離合器壓緊裝置可分為周布彈簧、中央彈簧、斜置彈簧、膜片彈簧等。膜片彈簧的特征是用膜片彈簧替換螺旋彈簧與分離杠桿。其制作過程較為繁復(fù)，對材料質(zhì)量標準較高，以及需要精準的尺寸；生產(chǎn)過程中，彈簧的非線性特性是不易駕馭的，開口易開裂，兩端易損耗。最近幾年，隨著材料質(zhì)量和制作水平的升高，及設(shè)計方法的逐步改進，膜片彈簧的設(shè)計逐步完善?；谝陨显蛭覜Q定使用膜片彈簧作為壓緊裝置。2.1.3膜片彈簧的支撐形式拉式膜片彈簧的支承結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種是無支承環(huán)形式；另一種是單支承環(huán)形式，將膜片彈簧大端支承在離合器蓋中的支承環(huán)上，見圖2.1。圖2.1單支承環(huán)支承形式離合器基本性能關(guān)系式離合器的一個基礎(chǔ)作用就是傳遞扭矩，故離合器的基礎(chǔ)特征之一就是離合器轉(zhuǎn)矩容量，不過它往往僅用于初步判定離合器的最初參數(shù)與尺寸，它們是否符合標準歸要取決于試驗操作來檢驗。離合器轉(zhuǎn)矩容量和發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩關(guān)系式：(2.1)基本結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)的選擇2.3.1摩擦片外徑D的確定摩擦片外徑是離合器的基本尺寸，能影響離合器重量與使用期限，與離合器需傳遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定關(guān)系。按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩(N·m)來選定D時，有(2.2)A=47；根據(jù)表2-1標準尺寸選取D=180mm，d=125mm，h=3.5mm，=0.667，a=132mm2。2.3.2離合器后備參數(shù)β的確定推薦小轎車離合器后備參數(shù)值β取1.2。2.3.3單位壓力P的確定1、壓緊力FF=3000β(D+d)/μZ(D2+Dd+d2)=2093.16~2378.59N（2.3）μ=0.3，單片離合器Z=2。摩擦片單位壓力PP=F/a=0.159~0.181MPa2、單位壓力P摩擦片的外徑較長時，應(yīng)適度減少摩擦面上的單位壓力P，在離合器經(jīng)常運作，工況較差情況下，最好取較低的單位壓力P值，故而減少單位壓力P來擴大作用面積，增加允許的損耗體積，增加使用磨耗量，達到加長其壽命的目的。對于基于有機材料的摩擦面可參照F列數(shù)據(jù)。小轎車D≤230mm時，P約為0.25MPa=β=πμZPD3（1-C3）（2.4）其中β=1.2，μ=0.3。P=12β/πμZPD3（1-C3）=0.173MPa（2.5）單位壓力P在容許范圍里，認為所選離合器的尺寸、參數(shù)適合。本章小結(jié)綜合以上內(nèi)容，車輛上采用拉式膜片彈簧離合器，要依靠其滑磨的作用，使機動車平緩啟動，工作環(huán)境很差。所以要設(shè)計離合器，不但要使其在無論何種環(huán)境下都能穩(wěn)定地輸送轉(zhuǎn)矩，還要求其使用時間長，本節(jié)重點內(nèi)容是描述設(shè)計離合器結(jié)構(gòu)尺寸與參變量。離合器零件的結(jié)構(gòu)選型及設(shè)計計算從動盤總成從動盤有兩種結(jié)構(gòu)：帶扭轉(zhuǎn)減振器的和不帶扭轉(zhuǎn)減振器的，圖3.1為帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤結(jié)構(gòu)。從動盤總成由摩擦片，從動片，減震器和從動盤穀組成。是影響離合器功能的重要組件，由于其壽命短、易損耗，其選材、構(gòu)造及工藝非常關(guān)鍵。從動盤作用之大，其軸向彈性能夠優(yōu)化離合器，在離合器連接中起到溫和的作用，使摩擦面接觸勻?qū)?，減少損耗。要使從動盤有軸向彈性，需單獨制造扇形波狀彈簧與從動鋼片鉚接。波狀彈簧應(yīng)用質(zhì)量更輕、厚度更薄的材質(zhì)，軸向彈性好，轉(zhuǎn)動慣量小，能夠適應(yīng)高轉(zhuǎn)速的環(huán)境，且彈簧對置分布，彈性好。故而本次設(shè)計采用上述彈簧。從動片要讓離合器平穩(wěn)連接，確保車輛啟動流暢，單片離合器車輛的從動片結(jié)構(gòu)通常設(shè)有軸向彈性。對單片離合器的乘用車，常只放置單個從動盤。從動盤轂單片干式摩擦離合器的構(gòu)造簡易，便于改動，驅(qū)動部件轉(zhuǎn)動慣量小，軸向尺寸密集，吸收熱量的能力強，分離完全，選用具有軸向有彈性的組件時，仍然能夠柔和、平穩(wěn)的接合等好處，與離合器設(shè)計條件相合。發(fā)動機扭矩通過驅(qū)動輪轂的花鍵孔輸出，變速器第Ⅰ軸花鍵軸插在花鍵孔內(nèi)，從動盤轂和變速器第Ⅰ軸的花鍵接合方式。見下表?；ㄦI選取后應(yīng)進行擠壓應(yīng)力σj（MPa）及剪切應(yīng)力τj（MPa）的強度校核：（3.1）P--花鍵的齒面?zhèn)让鎵毫Γ?.2）（3.3）式中，--分別為花鍵內(nèi)外徑；h--花鍵的工作高度；Z--從動盤轂的數(shù)目從動盤轂通常采用中碳鋼作為主要材質(zhì)進行鍛造，通過調(diào)質(zhì)處理，合格標準是擠壓應(yīng)力小于等于20MPa。從動盤摩擦材料單片離合器具有構(gòu)造簡易，尺寸密集，便于保養(yǎng)調(diào)節(jié)，吸熱能力杰出的優(yōu)勢，驅(qū)動部分轉(zhuǎn)動慣量小，運作時可確保完全斷開，平穩(wěn)連接。因此，被各類車輛大量普遍采用。故我決定使用單片離合器這一材料。摩擦片數(shù)：2。1）摩擦片基本尺寸的確定D=180mm，d=125mm，h=3.5mm。2）摩擦片的校核（1）摩擦片外徑D的選擇應(yīng)使最大圓周率速度不超過65-70m/s。（3.4）（2）摩擦片的內(nèi)徑比C應(yīng)為0.53-0.70范圍內(nèi)。（3）確保離合器可靠地傳遞發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩，避免傳動系過載，β需處1.2-4.0范圍內(nèi)。（4）為降低車輛啟動時離合器的滑磨，避免摩擦片因表面溫度太熱以導(dǎo)致毀壞。故離合器每一次接合的單位面積滑磨功應(yīng)小于其許用值（3.5）式（3.3）中，——汽車總質(zhì)量(Kg)；——輪胎滾動半徑（m）；——汽車起步時所用變速器擋位的傳動比；——主減速器傳動比；——發(fā)動機轉(zhuǎn)速r/min。計算時乘用車取r/min，商用車取r/min。其中：mKg。（3.6）由校驗核準可得，摩擦片的設(shè)計與要求相符（5）為保證扭轉(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位置直徑約50mm，即mm（6）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）為單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩(N.m/mm2)，可查表選取，經(jīng)檢驗，符合。（7）離合器的接合升溫°C（3.8）式（3.8）中，t——壓盤溫升,不超過8~10°C；c——壓盤的比熱容，c=481.4J/(Kg·°C)；γ——傳到壓盤的熱量所占的比例，對單片離合器壓盤；——壓盤的質(zhì)量；Kg。將數(shù)據(jù)帶入（3.8）中得°C，合格。壓盤設(shè)計壓盤的驅(qū)動方式本次設(shè)計采用徑向傳動驅(qū)動。壓盤的選材壓盤選用HT20-40制作。壓盤設(shè)計時，在初步確定壓盤厚度以后，應(yīng)校核離合器接合一次時的溫升，不應(yīng)超過8—10℃。（3.9）式中，——溫升；L——滑磨功；c——壓盤比熱容c=544.28J/Kg；——分配到壓盤上的滑磨功所占百分比；單片離合器=0.50。m——壓盤質(zhì)量取3Kg。帶入（3.9）中得，℃合格。凸臺強度校核（3.10）式中，F(xiàn)—作用在每個凸臺的力A—離合器蓋魚凸臺的接觸面積（3.11）單片離合器Z=1，=2。（3.12）凸臺擠壓應(yīng)力10—15MPa。扭轉(zhuǎn)減振器扭轉(zhuǎn)減振器主要參數(shù)的選擇減振器極轉(zhuǎn)矩:N·m摩擦轉(zhuǎn)矩:N·m預(yù)緊轉(zhuǎn)矩:N·m極限轉(zhuǎn)角:°圖3.2帶扭轉(zhuǎn)減振器的從動盤減振彈簧的安裝位置（3.13）結(jié)合mm，得取40mm，則。全部減振彈簧總的工作負荷N（3.14）單個減振彈簧的工作負荷N（3.15）式中：Z——減振彈簧的個數(shù)根據(jù)表3-3選擇：取Z=6。減振彈簧尺寸（1）選擇材料，計算許用應(yīng)力參照《機械原理與設(shè)計》選擇65Mn彈簧鋼絲，設(shè)彈簧絲直徑mm,MPa,MPa。（2）選擇旋繞比，計算曲度系數(shù)根據(jù)下表3-4選擇旋繞比表3.4旋繞比的薦用范圍d/mmC確定旋繞比，曲度系數(shù)（3）強度計算mm（3.16）與原來的d接近，合格。中徑：mm；外徑：mm。（4）極限轉(zhuǎn)角°取°，則mm（5）剛度計算彈簧剛度mm（3.17）其中，為最小工作力，。彈簧的切變模量MPa，則彈簧的工作圈數(shù)（3.18）取，總?cè)?shù)為。（6）彈簧的最小高度mm（7）減振彈簧的總變形量mm（8）減振彈簧的自由高度mm（9）減振彈簧預(yù)緊變形量mm（10）減振彈簧的安裝高度mm（11）定位鉚釘?shù)陌惭b位置取mm，則°，mm，mm，，合格。從動軸的計算選材40Cr調(diào)質(zhì)鋼可用于載荷較大且無很大沖擊的重要軸，初選40Cr調(diào)質(zhì)。確定軸的直徑（3.19）式中：A——由材料與受載情況決定的系數(shù)。取，n為軸的轉(zhuǎn)速，r/min，則mm，取mm。本章小結(jié)離合器作為整車傳動系統(tǒng)中的重要組成部分，他的結(jié)構(gòu)特性與發(fā)展趨勢和傳動系統(tǒng)的發(fā)展緊密相關(guān)，市場上通常普遍采用摩擦式離合器，所以本章全面的講解了組成摩擦式離合器主要零件的構(gòu)造、材質(zhì)、特性，選擇不同零件的優(yōu)缺點和連接關(guān)系，依照任務(wù)書與查詢的參數(shù)來設(shè)計，其中包含:摩擦片的設(shè)計與關(guān)鍵參數(shù)的選擇、改良；從動盤的設(shè)計計算；扭轉(zhuǎn)減振器及減震彈簧的計算。此節(jié)內(nèi)容里計算數(shù)據(jù)的匹配過程，校核數(shù)據(jù)的準確性。

膜片彈簧的設(shè)計膜片彈簧的概述根據(jù)圖4.1可得出，膜片彈簧由兩部分組成：一是膜片彈簧的大端，是一個完整的截錐體；二是分離指，是一個吻徑向開槽的結(jié)構(gòu),類似用手指圍成環(huán)，達到分離桿的效果。離合器運用小手指，使其碟簧部分與壓盤的分開，達到分離的目的，故它又稱分離指。分離指與碟簧部分交界處存在較寬的、呈長方形圓孔的徑向槽。圖4.1膜片彈簧膜片彈簧主要參數(shù)的選擇膜片彈簧是主要參數(shù)的計算1.比較H/h的選擇此值為膜片彈簧的彈性特性的關(guān)鍵影響點，分析載荷與變形1之間的函數(shù)關(guān)系：當F2為增函數(shù)時，F(xiàn)1有一極值，該極值點也為拐點時，F(xiàn)1有一極大值和極小值，F(xiàn)1極小值正位于橫坐標上為滿足離合器壓縮力穩(wěn)定與控制輕便，膜片彈簧的H/h常在1.5~2范圍內(nèi)選取。常用彈簧板厚為2~4mm，本設(shè)計取，h=2.5mm，，h=2.5mm，則H=5mm。2.R/r選擇由分析得，R與r的比值越小，應(yīng)力越高，彈簧剛度越硬，彈性曲線受直徑誤差的影響越大。根據(jù)設(shè)計結(jié)構(gòu)與壓緊力范圍要求，R/r常在1.2~1.3的范圍內(nèi)取值。本設(shè)計中取，摩擦片的平均半徑mm（4.1）取mm則mm則。3.圓錐底角汽車膜片彈簧在自由狀態(tài)時，圓錐底角α一般在°范圍內(nèi)，此次取值（4.2）得°在°之間，合格。分離指數(shù)常取為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，此次所取分離指數(shù)為18。4.切槽寬度mm，mm，取mm，mm，應(yīng)滿足的要求。5.壓盤加載點半徑和支承環(huán)加載點半徑的確定應(yīng)與r的值盡可能的接近，與R的值也應(yīng)盡量相近并略小。本設(shè)計取mm，mm。用優(yōu)質(zhì)高精度鋼板作為膜片彈簧的材料，對碟簧部分尺寸精度要求較高。本設(shè)計采用應(yīng)用廣泛的材料：60Si2MnA，當量應(yīng)力的波動范圍為1600~1700N/mm2。6.公差與精度離合器蓋的膜片彈簧支承處，對剛度和尺寸精度的要求很高，壓力盤高度的公差控制要盡可能的小，選耐磨性較好的支承環(huán)和支承鉚釘，安裝尺寸要精確。膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計（1）考慮到離合器使用工況及性能要求,彈簧的和初始錐角應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即（2）應(yīng)在符合設(shè)計要求的范圍內(nèi)確定彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值，即（3）因摩擦片上的壓緊力需勻稱分布，摩擦片的平均半徑與外半徑中間為推式/拉式膜片彈簧的壓盤受力點半徑取值范圍，即拉式：（4）因彈簧有一定的結(jié)構(gòu)布置要求，與，與的差值有一定的選取范圍，即（5）起分離杠桿作用的膜片彈簧分離指，故杠桿比有一定的選取范圍，即拉式：由（4）和（5）得mm，mm。膜片彈簧的載荷與變形關(guān)系膜片彈簧上沿圓周分布的載荷式通過支承環(huán)和壓盤施加，設(shè)該載荷都集中在支承點處，用F1表示，加載點間的相對變形(軸向)為λ1，則壓緊力F1與變形λ1之間的關(guān)系式為：（4.3）式中：E——彈性模量，對于鋼，；μ——泊松比，對于鋼，μ=0.3；H——碟簧部分的內(nèi)錐高度（膜片彈簧在自由狀態(tài)）；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——碟簧部分的小端半徑（彈簧自由狀態(tài)）；R1——壓盤加載點半徑；R1——支承環(huán)加載點半徑。代入上式（4.3）得（4.4）λ1=F1的凹凸點為式(4.4)的一次導(dǎo)數(shù)，拐點為該式得二次導(dǎo)數(shù)。凸點：mm時，N凹點：mm時，N拐點：mm時，N離合器在分離狀態(tài)下，膜片彈簧受力點發(fā)生變化。假定分離軸承對膜片彈簧指的作用力為F2，對F2力作用點的變形量為λ2（4.5）（4.6）由上述公式計算可得表4.2：表4.2膜片彈簧工作點的數(shù)據(jù)2.315.593.391.734.192.973678.882060.862868.861618.71906.781262.30為達到摩擦片損耗后依舊可以照常運行，平穩(wěn)輸送扭矩的目的，要探究摩擦因數(shù)減少這一因素，摩擦片損耗后彈簧運作的壓縮力與新摩擦片的壓緊力保持一致甚至大于新摩擦片的壓緊力。膜片彈簧的應(yīng)力計算設(shè)定子午斷面在膜片彈簧在承載過程中剛性地繞此斷面上的某中性點O轉(zhuǎn)動。斷面上任意點的切向應(yīng)力為:（4.7）圖4.4膜片彈簧工作點位置式中：φ——碟簧部分子午斷面的轉(zhuǎn)角（從自由狀態(tài)算起）；α——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)（4.8）將上式寫成Y與X軸的關(guān)系式時，可分析斷面中斷向應(yīng)力的分布規(guī)律:（4.9）由式（4.9）可知，當膜片彈簧變形位置φ一定時，一定的切向應(yīng)力αt在X-Y坐標系里呈線性分布。當時，因為的值極小，我們可以當作看成，由上式可得出。此式說明，對于一定的零應(yīng)力分布在中性點O而與X軸承角的直線上。可以看出當時無論取任何值，都有。經(jīng)校核得出，B點為切向應(yīng)力最大點，因此，在計算膜片彈簧的應(yīng)力只需校核B處應(yīng)力，將B點的坐標X=（e-r）和Y=h/2代入（4.9）中有（4.10）令可以求出切向壓應(yīng)力達極大值的轉(zhuǎn)角由于mm所以，N/mm2B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：（4.11）式中：n——分離指數(shù)目;n=18Br——單個分離指的根部寬;mm（4.12）因此N/mm2由于σrB是與切向壓應(yīng)力σtB垂直的拉應(yīng)力，所以根據(jù)最大剪應(yīng)力強度理論，B點的當量應(yīng)力為：N/mm(4.13)N/mm2本章小結(jié)本章主要針對膜片彈簧進行選型匹配，因其設(shè)計頗為繁復(fù)，因此先依照樣本選擇膜片彈簧的尺寸參數(shù)，然后比較研究它的運作彈性、受力強度等，最終確定適合的尺寸。此節(jié)對膜片彈簧進行具體計算分析。

離合器操縱系統(tǒng)的設(shè)計操縱機構(gòu)離合器踏板行程計算踏板行程由自由行程和工作行程組成。（5.1）式中，——分離軸承的自由行程，通常為mm，取mm；反映到踏板上的自由行程，通常為mm；、——主缸和工作缸的直徑；Z——摩擦片面數(shù)；——離合器分離時對偶摩擦面間的間隙，單片：mm取mm；、、、、、——杠桿尺寸。得：mm，mm，合格。圖5.1液壓操縱機構(gòu)示意圖踏板力的計算踏板力為（5.2）式中：——離合器分離時，壓緊彈簧對壓盤的總壓力；——操縱機構(gòu)總傳動比，；——機械效率，液壓式：%，機械式：%；——克服回位彈簧1、2的拉力所需的踏板力，于初設(shè)時，可忽略不計。N，，%；則N合格。分離離合器所作的功（5.3）式中：——離合器拉接合狀態(tài)下壓緊彈簧的總壓緊力。N，則J合格。分離軸承壽命計算一般軸承壽命計算公式為（5.4）式中，n--為轉(zhuǎn)速，r/min；--為額定動載荷，N；P--當量動載荷，N。表5.1分離軸承參數(shù)表軸承型號動載荷/(N)溫度系數(shù)載荷系數(shù)轉(zhuǎn)速n(r/min)7008AC190000.851.13500將分離軸承數(shù)據(jù)帶入式（5.4）中得，合格。本章小結(jié)離合器控制系統(tǒng)的意義是，使司機對離合器踏板的控制傳到分離軸承上，從而對離合器的連接分離進行操作，達到進一步控制車輛傳動系統(tǒng)的能量輸送及斷離的目的。所以，離合踏板的位置、尺寸等都要符合人體工程學(xué)。此節(jié)闡釋了離合器控制系統(tǒng)的設(shè)計過程與分離軸承參數(shù)的設(shè)計、校核。

結(jié)論本次設(shè)計題目為摩擦片式離合器，首先我針對離合器的發(fā)展史以及他的工作原理進行了簡單的敘述，結(jié)合查找車輛的參數(shù)信息，對離合器的結(jié)構(gòu)布置、主要零部件設(shè)計校核，得出了設(shè)計離合器的關(guān)鍵參數(shù)尺寸、操縱形式和相關(guān)零部件所用的材料的選擇。結(jié)構(gòu)選擇：參照任務(wù)書給出的條件，與乘用車的特征性質(zhì)相結(jié)合，選取自調(diào)心分離軸承的液壓操縱的單片拉式膜片彈簧離合器。計算校核:按照任務(wù)書中提供的主要數(shù)據(jù)：查找相似1.5L乘用車的離合器相關(guān)參數(shù)。依照設(shè)計手冊，確定β（后備系數(shù)）、P（單位壓力）、D（摩