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1、摘要-2-Abstract-3-1緒論-4-1.1 引言-4-1.2離合器的發(fā)展歷程-4-1.3膜片彈簧離合器的組成及其優(yōu)點(diǎn)-5-1.3. 1膜片彈簧離合器的組成部件-5 -1.3.2膜片彈簧離合器的工作原理-5 -1. 3. 3膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)-6 -1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容-6-1.5 Pro/E軟件的牛寺點(diǎn)-6-1.6方案選擇-7-2膜片彈簧離合器的基本尺寸參數(shù)選擇-7-2.1膜片彈簧離合器基本性能關(guān)系式-7-2.2離合器后備系數(shù)的選擇-8-2.3離合器摩擦片外徑的確定-8-2.4離合器摩擦片的軟件Pro/E繪圖過(guò)程-9-2. 5本章小結(jié)-10-3主動(dòng)部分設(shè)計(jì)-10-3. 1壓盤(pán)設(shè)計(jì)-10-3

2、. 1. 1壓盤(pán)參數(shù)及其選擇和校驗(yàn)-10 -3. 1.2壓盤(pán)的Pro/E繪圖過(guò)程-11 -3.2膜片彈簧離合器離合器蓋設(shè)計(jì)-11-3.3離合器傳動(dòng)片設(shè)計(jì)-12-3. 4本章小結(jié)-13-4 從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)-13-表2.3離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)外徑D / nun內(nèi)徑d/mni厚度h/mm內(nèi)外徑比d/D單位面積F/mm21601103.20. 687106001801253.50. 694132002001403.50. 700160002251503.50. 667221002501553.50. 620302002801653.50. 589402003001753.50. 58346600

3、3251903.50. 5855460035019540. 5576780038020540. 54072900摩擦片外徑尺寸D在滿足符合標(biāo)準(zhǔn)(JB1457-74)的規(guī)定的同時(shí)也應(yīng)滿足最 大圓周速度小于等于6570m/s根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)該車型發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Temax為230Nm及表2. 2可查出離合器摩擦片外徑為250mm。再根據(jù)表2.3 即可得到摩擦片的具體參數(shù)(摩擦片外徑D=250mm、摩擦片內(nèi)徑d=155mm、摩 擦片厚度h=3.5mm、摩擦片內(nèi)外徑比d/D=0. 620、單面面積F=30200mm2)2.4離合器摩擦片的軟件Pro/E繪圖過(guò)程在Pro/E繪圖面板中，先構(gòu)建一個(gè)環(huán)形的圓盤(pán)

4、模型，然后根據(jù)上面計(jì)算出離合器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置應(yīng)的參數(shù)，即摩擦片內(nèi)徑設(shè)置為155mm ,外徑設(shè)置為250mm。得到下面的模型圖。2. 5本章小結(jié)本章經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪畫(huà)，確定了摩擦片的外徑尺寸。此尺寸決定了離合 器其他多個(gè)部件的外形尺寸，甚至可以間接決定膜片離合器的外形尺寸等。3主動(dòng)部分設(shè)計(jì)3.1壓盤(pán)設(shè)計(jì)3.1.1壓盤(pán)參數(shù)及其選擇和校驗(yàn)壓盤(pán)作為離合器工作中正常傳遞動(dòng)力的重要部件之一，其形狀復(fù)雜，且要 具備高摩擦系數(shù)、傳熱性好、及良好的耐磨性。因此壓盤(pán)通常金相組織為珠光體 結(jié)構(gòu)，材料為灰鑄鐵鑄成，硬度HB170227。在實(shí)際應(yīng)用中，還可添加少量金 屬元素（鎰合金、鐵等）用來(lái)提高它的機(jī)械強(qiáng)度增加抗壓性

5、。根據(jù)膜片離合器的結(jié) 構(gòu)可知，由摩擦片的外徑尺寸可確定壓盤(pán)的外徑尺寸。壓盤(pán)在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)有足夠 大的重量用來(lái)吸收熱量，以保證每次離合器結(jié)合的溫度不至過(guò)高，維持其正常的 工作狀態(tài)。為防止壓盤(pán)在高速工作過(guò)程中受熱變形，應(yīng)具有一定的厚度且剛度必 須足夠的高。壓盤(pán)的工作條件比較惡劣，正常工作時(shí)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生大 量的熱量，因此必須要注意通風(fēng)散熱，保證離合器良好的運(yùn)行工況，常用的措施 是在壓盤(pán)內(nèi)鑄導(dǎo)風(fēng)槽用于通風(fēng)散熱，在經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算壓盤(pán)的厚度確定后，應(yīng)當(dāng)做 校驗(yàn)，保證離合器每一次結(jié)合的溫升不應(yīng)超過(guò)8C10C溫升t的校核按式為:t = Y L/mc（3. 1. 1）式中：Y一傳到壓盤(pán)的熱量所占的比率。對(duì)

6、單片離合器，Y=0.5；m壓盤(pán)質(zhì)量，kg；c一壓盤(pán)比熱容，鑄鐵比熱容為481. 4刀（履C）； L一滑磨功，J。若溫升 過(guò)高，可適當(dāng)增加壓盤(pán)的厚度。壓盤(pán)單件的平衡精度應(yīng)不低于1520gcm。選擇壓盤(pán)厚度為20mm,外徑255mm,內(nèi)徑150mm。代入公式（3. 1）進(jìn)行校核計(jì)算，t =6. 732C符合標(biāo)準(zhǔn)。3. 1. 2壓盤(pán)的Pro/E繪圖過(guò)程第一步先繪制出壓盤(pán)的盤(pán)體部分，第二部再繪制出輪廓細(xì)節(jié)部分，最后俯視圖角度渲染拉伸。得到壓盤(pán)模型圖最終為圖3. 1.2 o圖3.1.2壓盤(pán)模型圖3. 2膜片彈簧離合器離合器蓋設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)離合器蓋時(shí)，一定要注意通風(fēng)冷卻、對(duì)中性是否好、剛度是否足夠 等因素。通風(fēng)

7、冷卻不好，會(huì)導(dǎo)致在工作過(guò)程中，溫度急劇升高，影響離合器 的正常工作，造成零部件的加速疲勞和損壞，有極大的安全隱患，因此必須 要保證離合器良好的通風(fēng)和冷卻。再就是離合器的剛度設(shè)計(jì)，離合器屬于長(zhǎng) 期使用，頻繁傳遞動(dòng)力的部件，它的剛度直接影響整車的動(dòng)力傳遞性能，如 果剛度不夠，容易導(dǎo)致傳遞動(dòng)力時(shí)發(fā)生擠壓、變形等。這會(huì)導(dǎo)致離合器傳遞 動(dòng)力不均勻，摩擦片磨損嚴(yán)重，離合器分離不徹底，結(jié)合不牢固等一系列的 問(wèn)題，因此一般使用2. 5-5mm的低碳鋼板來(lái)作為制造離合器蓋的材料。在設(shè) 計(jì)時(shí)，除了保證離合器的剛度，還能將離合器蓋設(shè)計(jì)為帶有鼓風(fēng)葉結(jié)構(gòu)的形 狀，用于輔助散熱。離合器蓋內(nèi)有多個(gè)零部件，如壓緊彈簧、壓盤(pán)、

8、分離杠 桿等，所以離合器蓋和飛輪的軸線對(duì)中新能顯得尤為重要。再對(duì)中的方式選 擇中，我們可以采用定位螺栓的方式或者采用止口隊(duì)中，以及采用定位銷的 方式，都可以打到定位對(duì)中的目的。保證其良好的對(duì)中性，不至于產(chǎn)生形變， 影響工作效率，也能夠使工作更為平穩(wěn)，受力更均勻。3. 3離合器傳動(dòng)片設(shè)計(jì)壓盤(pán)離合器中飛輪、壓盤(pán)之間的連接方式的不同，我們應(yīng)當(dāng)選擇不通的校 核方式：1.當(dāng)通過(guò)彈性傳動(dòng)片連接時(shí)，應(yīng)進(jìn)行拉伸應(yīng)力的強(qiáng)度校核;2.當(dāng)通過(guò)鍵、 傳力銷或者窗孔-凸塊，則應(yīng)該進(jìn)行的是擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度校核。：。j = Temax y / (RzF)(3. 3)式中：Y考慮發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩富ax分配到壓盤(pán)上的比例系數(shù)，單片離合

9、器取 Y = 0. 5 ；Q一力的作用半徑，D1；Z一工作元件(例凸塊一窗孔、傳動(dòng)銷、鍵)的數(shù)目，這里取3組每組4片;F接觸面積，mm：這里取長(zhǎng)為65mm,寬為20mm,所以F=1300 mm。 計(jì)算得。j = 15. 22符合標(biāo)準(zhǔn)。1-離合器蓋；2-飛輪；3-摩擦片；4-膜片彈簧；5壓盤(pán)；6分離軸承圖3. 3. 1離合器結(jié)構(gòu)圖本章因?yàn)檫@些零部件在正常工作中都是傳遞較大扭矩的零部件，所以不管 是離合器蓋，還是離合器壓盤(pán)等都要保證它們良好的散熱性、通風(fēng)性。用來(lái)確 保在高速運(yùn)轉(zhuǎn)嚙合時(shí)，不會(huì)溫度過(guò)高，而產(chǎn)生疲勞應(yīng)力，出現(xiàn)斷裂、變形等情 況。充分保證部件、乃至整個(gè)離合器在良好的工況下運(yùn)行。4從動(dòng)盤(pán)總成

10、設(shè)計(jì)4.1摩擦片設(shè)計(jì)離合器片的工作環(huán)境尤為惡劣，尤其是在傳遞大扭矩動(dòng)力時(shí)，由于劇烈的 摩擦?xí)a(chǎn)生很多熱量，并且同時(shí)是伴隨著滑磨。因此在設(shè)計(jì)制造離合器摩擦片 時(shí)，離合器摩擦片務(wù)必要滿足以下要求：1、正常運(yùn)行工況下，能夠保證較大的摩擦系數(shù)，防止打滑；2、在摩擦片的整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)，不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)摩擦系數(shù)減弱的情況；3、摩擦片在旋轉(zhuǎn)貼合傳遞扭矩時(shí)，剪切強(qiáng)度一定要足夠。4、應(yīng)當(dāng)在結(jié)合過(guò)程中，可以承受較大的作用載荷，保證接合的平順?lè)€(wěn)定。5、摩擦片的質(zhì)量不應(yīng)太大，轉(zhuǎn)動(dòng)憒量要足夠小且材料的加工性要好。7、摩擦片抵抗離心力載荷的能力要強(qiáng)，保證不被離心力損壞；8、制造摩擦片的材料要對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，保證質(zhì)量的前提下且價(jià)

11、格要足夠 的便宜。9、摩擦片在正常工況下，應(yīng)當(dāng)滿足對(duì)相接觸的其他零部件有很好的兼容性, 如飛輪、壓盤(pán)等。；10、摩擦片的耐磨性能要好，而且能夠?qū)崿F(xiàn)在較短時(shí)間力能夠吸收比較大的 能量。11、摩擦片對(duì)污漬、粉末應(yīng)有一定的融洽性，不影響主要的摩擦性能；挑選摩擦材料的基本原則是：有以上各種因素的綜合考量下，當(dāng)我們?cè)谔?選摩擦片材料時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵守以下原則：1、成本低且具有高性能標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)有材料中，石棉代替是最優(yōu)方案。本設(shè)此次車輛選擇的離合器摩擦片是由金屬基體、潤(rùn)滑劑、陶瓷等材料綜合組成的多元復(fù)合材料。在這種復(fù)合材料內(nèi)，金屬基體起到的主要作用是保證 摩擦片有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，并且將復(fù)合材料內(nèi)的潤(rùn)滑劑、陶瓷等多個(gè)

12、材料牢固 的接合起來(lái)，陶瓷部分起到的主要作用是摩擦作用，此外潤(rùn)滑劑的作用，是保 證摩擦副的工作平穩(wěn)，減輕震動(dòng)，另外還起到了提高摩擦片抗粘接和抗咬合的 特性。保證離合器的全程正常工作。陶瓷材料和潤(rùn)滑劑材料共同形成摩擦性能 調(diào)節(jié)劑。綜上所述，選擇金屬陶瓷材料較為理想。4. 2離合器從動(dòng)盤(pán)轂設(shè)計(jì)在離合器從動(dòng)盤(pán)毅中，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)主要是靠齒側(cè)定心矩形花鍵相互連接，即用 此種花鍵將變速器第一軸前端的花鍵軸和從動(dòng)盤(pán)毅的花鍵孔相連。此種設(shè)計(jì)是為 了能夠?qū)崿F(xiàn)從動(dòng)盤(pán)毅能作軸向移動(dòng)。花鍵的結(jié)構(gòu)尺寸由從動(dòng)盤(pán)外徑和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 按GB1144-74選?。ㄒ?jiàn)表4. 2. 2） 0從動(dòng)盤(pán)毅花鍵孔鍵齒的有效長(zhǎng)度約為花鍵外 徑尺寸的

13、（1.01.4）倍，為了達(dá)到從動(dòng)盤(pán)毅沿軸向移動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生偏斜的目的。表 4.2.2 GB1144-74從動(dòng)盤(pán) 外徑D/mm發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)矩Temax/N m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)1/mm擠壓 應(yīng)力 。/MPa16050102318320101807010262132011.820011010292342511.322515010322643011.525020010352843510.428028010353244012.730031010403254010.732538010403254511.635048010403255013.238060010

14、403255515.241072010453656013. 143080010453656513.545095010524166512.5花鍵尺寸選定后應(yīng)進(jìn)行擠壓應(yīng)力。j(MPa)及剪切力T j (MPa)的強(qiáng)度校核:竺澎陣&卜3。皿(4.1)r = 4 J_ 氤化表面硬度HRC45、08鋼板，這兩種采用組合的形式, 組成了波形彈簧片式從動(dòng)片。而采用無(wú)波形彈簧片時(shí)，般采用的材料是熱處理 硬度HRC3848、65Mn鋼板或者高碳鋼(50或85號(hào)鋼)。4. 4離合器扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì)4. 4. 1扭轉(zhuǎn)減振器的功能為汽車在正常行駛過(guò)程中，往往因?yàn)榧铀?，減速或路況復(fù)雜的情況下離合器 在動(dòng)力傳輸?shù)臅r(shí)候會(huì)產(chǎn)生

15、較大的振動(dòng)。長(zhǎng)期的不規(guī)律振動(dòng)會(huì)對(duì)離合器核心部件、 傳動(dòng)軸等帶來(lái)很大的損傷因此需要在離合器中安裝一個(gè)彈性-阻尼裝置，來(lái)消弱、 抵消這種振動(dòng)。這種裝置就是安裝在離合器從動(dòng)盤(pán)上的扭轉(zhuǎn)減震器，扭轉(zhuǎn)減震器 主要分為兩個(gè)部分：1.彈性元件、2.阻尼元件。其中彈性元件的主要作用是降低 扭振系統(tǒng)三節(jié)點(diǎn)固有頻率，降低磨損。以及減輕傳動(dòng)系前端傳來(lái)的扭轉(zhuǎn)剛度。防 止部件的變形、斷裂。而阻尼原件的主要作用是用來(lái)消耗由于沖擊、振動(dòng)產(chǎn)生 的扭振能量，實(shí)現(xiàn)共振載荷和非共振載荷的降低，還有噪聲的減小。4. 4.2扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型的選擇在大部分車企廠商中所生產(chǎn)的離合器扭轉(zhuǎn)器中大致有以下幾種結(jié)構(gòu)，如圖 4.4.2中的a、b、

16、c、d,這幾種扭轉(zhuǎn)減震器之間的不同點(diǎn)就是使用了不一樣的阻 尼和彈性元件。下面的圖a、b、c中的離合器扭減震器在從動(dòng)盤(pán)毅上開(kāi)有6個(gè)窗 口，在對(duì)應(yīng)的從動(dòng)片上也有6個(gè)，每個(gè)窗口都裝有相同規(guī)格的減震彈簧。形成對(duì) 應(yīng)的關(guān)系，在傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩時(shí)，從動(dòng)片必須通過(guò)從動(dòng)盤(pán)毅上的彈簧傳遞，這種 結(jié)構(gòu)類型的扭轉(zhuǎn)減震器應(yīng)用極為廣泛，因?yàn)樗哂辛己玫木€性的彈性特性，旦結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)和保養(yǎng)。另外一種類型的扭轉(zhuǎn)減震器是外形結(jié)構(gòu)一致，但是從 動(dòng)盤(pán)毅上安裝的6個(gè)彈簧規(guī)格有三種，且按照由小到大并按照先后次序工作的彈 簧減震器。我們稱之為兩級(jí)或三級(jí)非線性扭轉(zhuǎn)減振器，這種扭轉(zhuǎn)減震器具有非線 性的特性。因此在柴油機(jī)汽車中廣泛采用

17、此種扭轉(zhuǎn)減震器，因?yàn)椴裼蜋C(jī)怠速旋轉(zhuǎn) 不均勻度大，常常引起變速齒輪敲擊。有利于減輕汽車在怠速和正常行駛所產(chǎn)生 的振動(dòng)和噪音。還有一種空心圓柱類型的安裝油橡膠彈性元件的扭轉(zhuǎn)減震器也具 有非線性彈性特性，但是由于具有從動(dòng)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大，且制造材料昂貴等缺點(diǎn)。 所以沒(méi)被采納。摩擦片通常被用作減振器的阻尼元件，在（圖4.4.2a）的結(jié)構(gòu)中阻尼摩擦片 的正壓力靠從(d)帶扭轉(zhuǎn)減振器從動(dòng)盤(pán)圖4. 4.2離合器減振器結(jié)構(gòu)圖動(dòng)片與減振盤(pán)間的連接抑釘建立。阻尼力矩會(huì)隨著摩擦片的磨損而減小，所以使 阻尼力矩穩(wěn)定，可以采用加蝶形彈簧的方式，兩組摩擦片通過(guò)采用不同剛度的碟 形彈簧和圓柱螺旋壓簧建立不同的正壓力（圖4. 4

18、. 2d）,就能達(dá)到阻尼力矩非線性變化的目的。4. 4.3扭轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定1、計(jì)算扭轉(zhuǎn)減振器的角剛度減振彈簧的線剛度及結(jié)構(gòu)布置尺寸決定減振器扭轉(zhuǎn)角剛度Ca,由如下公 式初選角剛度CaW137?(4.4.3. 1)式中：丁 j為極限轉(zhuǎn)矩，貝土T j = (1. 52. 0) Temax(4. 4. 3.2)式中：乘用車(2. 0),商用車(1.5),本車型為商用車，選取1.5為芯為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，代入數(shù)值得T J =460, Ca W 8273. 5初選Ca=8000N m/raDo2、離合器扭轉(zhuǎn)減振器最大摩擦力矩由在選擇扭轉(zhuǎn)減震器阻尼裝置時(shí)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩以及結(jié)構(gòu)的限定。應(yīng) 當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)

19、正常工況轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)去消除，務(wù)必要合理選擇阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩Tu,通 過(guò)下面公式計(jì)算：/V = (0.060. 17) 7%ax(4.4. 3.3)取。二0. 15心蹌，本設(shè)計(jì)按其選取。=39N -mo3、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，預(yù)二(0.050.15)心ax =22 N-mo4、扭轉(zhuǎn)減振器的彈簧分布半徑減振彈簧的分布尺寸R.的尺寸應(yīng)盡可能大一些，一般取(4.4. 3.4)Rl= (0.600.75) D/24. 1摩擦片設(shè)計(jì)-

20、13-4.2離合器從動(dòng)盤(pán)轂設(shè)計(jì)-14-4. 3離合器從動(dòng)片設(shè)計(jì)-15-4.4離合器扭轉(zhuǎn)減振器設(shè)計(jì)-16-4. 4. 1扭轉(zhuǎn)減振器的功能-16 -4. 4.2扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)類型的選擇- 16 -4.4.3扭轉(zhuǎn)減振器的參數(shù)確定-18 -4.4.4離合器減振彈簧的尺寸確定-20 -4.4.5扭轉(zhuǎn)減振器的Pro/E繪圖過(guò)程-22 -4. 5本章小結(jié)-22-5離合器膜片彈簧設(shè)計(jì)-23-5.1膜片彈簧的概念-23-5.2膜片彈簧的彈性特性-23-5.3膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算-26-5.4膜片彈簧基本參數(shù)的選擇-27-5.5膜片彈簧的Pro/E繪圖過(guò)程-29-5. 6 本章小結(jié)-29 -參考文獻(xiàn)-30-D為摩

21、擦片內(nèi)徑，代入數(shù)值計(jì)算，得R1二56nm】。5、扭轉(zhuǎn)減振器彈簧數(shù)目參考表4. 4.2選取，D=250mm,則Z=40表4. 4.2減振彈簧的選取離合器摩擦片外徑D減振彈簧數(shù)目Z225250462503256832535581035010以上6、扭轉(zhuǎn)減振器減振彈簧的總壓力限位彈簧與從動(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Tjp 一乙(4. 4. 3. 5 )K式中：P總的計(jì)算應(yīng)按Tj的大者來(lái)進(jìn)行R*690N。每個(gè)彈簧工作壓力Pp = M( 4. 4. 3. 6 )Z= 149. 4N7、從動(dòng)片相對(duì)從動(dòng)盤(pán)轂的最大轉(zhuǎn)伯 = 2arcsii】AR(4.4.3.7) =6. 528、限位銷與從動(dòng)

22、盤(pán)缺口側(cè)邊的間隙(4. 4. 3. 8 )A = sin cR.式中：&是限位銷的安裝半徑，人一般為2. 54mm。取入二3。9、限位銷直徑限位銷直徑d按結(jié)構(gòu)布置選定，一般d =9. 5-12mm,本設(shè)計(jì)取d =10。10、從動(dòng)盤(pán)轂缺口寬度及安裝窗口尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)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些,為了利用減振器的緩沖作用，如圖4. 4. 3. 9所示。圖4. 4. 3. 9從動(dòng)盤(pán)窗口尺寸簡(jiǎn)圖一般A-A=a=1.4-16mmo這樣的尺寸設(shè)置是為了地面振動(dòng)傳來(lái)時(shí)候，剛度 不高，能夠有效的緩和沖擊，本設(shè)計(jì)取a=l. 5mm, A=25mm, A【=25. 5mm4. 4.4離合器

23、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A : 一般由結(jié)構(gòu)布置決定，通常選取a =1115左右本 設(shè)計(jì)選取仇=12。彈簧鋼絲直徑：(4. 4.4. 1)式中：扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力 t=550600MPa, D.算出后應(yīng)該圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，一般34mm左右。代入數(shù)值，得d =3.398,符合上述要求。減振彈簧剛度：=200. 8N/mm減振彈簧有效圈數(shù):(4. 13)Gd：8心式中：G為材料的扭轉(zhuǎn)彈性模數(shù)，對(duì)鋼G =83000N/mm2,代入數(shù)值，得i=3. 984。減振彈簧的總?cè)?shù)n = i+(1.52) =5. 88o減振彈簧在

24、最大工作壓力P時(shí)最小長(zhǎng)度:(4. 14)Zmin = n(dl+ 6)=1. idln = 21.36式中：6 = 0. idl = 0.332為彈簧間的間隙。減震彈簧的總變形量:(4. 15)=3. 56減震彈簧的自由局度:(4. 16)=25. 78減震彈簧的預(yù)變形量:/ =(4. 17)二0. 20減振彈簧安裝后的工作高度:(4. 18)/ = /0-A/4. 4.5扭轉(zhuǎn)減振器的Pro/E繪圖過(guò)程首先畫(huà)出減振盤(pán)如圖4.3,圖4.4所示;圖4. 6減振盤(pán)Pro/E建立過(guò)程44. 5本章小結(jié)本章主要是對(duì)膜片彈簧離合器核心部件之一的從動(dòng)盤(pán)總成，及其相應(yīng)的輔 助部件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。其中詳細(xì)的零

25、部件設(shè)計(jì)包括（從東盤(pán)轂、波形彈簧、 扭轉(zhuǎn)減震器、摩擦片等）零部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算。改進(jìn)了原有方案的設(shè)計(jì)讓綜合性 能更好，提高了汽車行駛的安全性、抗震性。5離合器膜片彈簧設(shè)計(jì)5.1膜片彈簧的概念膜片彈簧的碟簧部分在其大端處，是一種完整戴錐的狀態(tài)。其起作用的重要 部分是碟簧部分，提供彈力。膜片彈簧和蝶形彈簧不同之處在于膜片彈簧存在彈 性杠桿，主要有徑向開(kāi)槽部分，有分離指、起分離杠桿的作用。分離指與碟簧有 徑向開(kāi)槽，可安置用于固定膜片彈簧的銷釘。5. 2膜片彈簧的彈性特性離合器膜片彈簧的彈性特性主要為非線性，與自由狀態(tài)下彈簧的鋼板厚h 和碟簧部分的內(nèi)錐高H有關(guān)，這些特性主要由碟簧決定。不同的彈性特性取決

26、 于不同的H/h值。P為增函數(shù)是當(dāng)(H/h) V2時(shí)，這時(shí)候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)= V2,特性曲線上有一拐點(diǎn)， 若(H/h) =1.5則曲線中段平直，載荷P幾乎不變的同時(shí)變形增加會(huì)增加，故這種彈簧稱零剛度彈簧。當(dāng)V2H/h) 2 V2 ,則曲線中有一段負(fù)剛度 區(qū)域，載荷反而減小的同時(shí)變形會(huì)增加。上述這種線性特性適合制造離合器的 壓緊彈簧。利用其負(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，同 時(shí)注意負(fù)剛度也不宜過(guò)大，不然會(huì)出現(xiàn)彈簧工作位置微微變動(dòng)就引起彈簧壓緊 力過(guò)大的變化。為了同時(shí)滿足兩個(gè)條件(操縱輕便、壓緊力變化不大)，汽車離 合器膜片

27、彈簧一般1.5(H/h)2V2,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，車液力傳動(dòng)中的鎖止機(jī)構(gòu)可以使用這種彈簧。圖5.2. 1不同H/h時(shí)的彈性特性曲線碟形彈簧當(dāng)其大、小端部同時(shí)承受壓力時(shí)，載荷P與變形程度之間有如下關(guān)系:EhA(I-,?)人以(H-UH(5. 2. 1)式中：E彈性模量，對(duì)于鋼：E=21 X 10MPaU一波桑比，鋼材料取P=0. 3；h一彈簧鋼板厚度，mm；H一碟簧的內(nèi)截錐高，mm；R碟簧大端半徑，mm；.6a一系數(shù)，A=lrJ田一碟簧大、小端半徑之比，m-R/ro汽車離合器膜片彈簧在實(shí)際安裝中的支承點(diǎn)如圖4-10所示。(a)自由狀態(tài)；(b)結(jié)合狀態(tài)；(c)分

28、離狀態(tài)圖5.2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1 R - rp _ K(5. 2. 2)經(jīng)過(guò)整理式(5.2.1)可得如下關(guān)系式:=329-2164+4563/(5. 2. 3)利用式（5.2.3）可繪制出膜片彈簧的月-入1特性曲線，如圖5.3所圖5.2.2膜片彈簧特性曲線nEhxiRlr)烏=6（1-/）（*-時(shí)卜巧）.(5. 2.4)式（5.2）即為分離軸承推力P2與膜片彈簧變形X的關(guān)系式。將(5. 2.5)與(5.2.6)代入(5.2.4)中,(5. 2. 5)(5. 2. 6)可得到R與入2的關(guān)系式（5.2.7）,式中77為分離軸承作用半徑rf =25mm% =65-418

29、+862225. 3膜片彈簧的強(qiáng)度計(jì)算膜片彈簧的載荷與變形之間的關(guān)系式，是在假設(shè)膜片彈簧在承載過(guò)程中，它 是根據(jù)剛性地繞該截面上的某一中性點(diǎn)0轉(zhuǎn)動(dòng)而子午截面無(wú)變形的條件下推導(dǎo) 出的。則由假設(shè)可知，截面在0點(diǎn)處沿圓周方向的切向和切向應(yīng)力都為零。0點(diǎn) 以外的截面上的點(diǎn)，一般均產(chǎn)生切向應(yīng)變，故亦有切向應(yīng)力。若如圖5.3所示 以中性點(diǎn)0為坐標(biāo)建立x-y坐標(biāo)系，其中原點(diǎn)在子午截面處，則截面上任意 點(diǎn)的切向應(yīng)力根據(jù)以下公式計(jì)算可得：E(5.3.1) - I-/2 eTx式中：由一碟簧部分子午截面的轉(zhuǎn)角，rad；a一膜片彈簧自由狀態(tài)時(shí)的圓錐底角，rad；圖5.3在子午截面以中性點(diǎn)0為坐標(biāo)原點(diǎn)處建立x-y坐標(biāo)

30、系e中性點(diǎn)0的半徑，mm：R-rln(7? / r)經(jīng)計(jì)算 O t =535MPa,不大于15001700Mpa,符合適用強(qiáng)度。1、膜片彈簧彈簧片厚度比與原始內(nèi)截錐高的選擇H/h這個(gè)比值很大程度上影響著膜片彈簧的彈性特性，因此一定要慎重 選擇該值，根據(jù)以下公式可得：1.5 torsion damper1.1引言離合器是將發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到車輪的機(jī)械裝置，現(xiàn)代離合器 具有四個(gè)主要部件：離合器蓋、膜片彈簧、壓力板、從動(dòng)板和分離軸承。它可以 將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出傳遞到變速箱，并能夠?qū)崿F(xiàn)汽車在正常行駛過(guò)程中通過(guò)離合 器中斷傳動(dòng)。當(dāng)汽車在動(dòng)力下行駛時(shí)，離合器處于接合狀態(tài)，從動(dòng)（或摩擦）板 在花

31、鍵輸入軸上運(yùn)行，動(dòng)力通過(guò)該軸傳遞到變速箱。該板的兩個(gè)面上都有類似 于制動(dòng)襯片的摩擦襯片，這樣可以在離合器接合時(shí)平穩(wěn)地驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器。較早的 汽車在壓力板的背面具有一系列螺旋彈簧，而不是膜片彈簧。為了操作方便省力， 一些汽車離合器具有液壓操作機(jī)構(gòu)。車內(nèi)離合器踏板上的壓力會(huì)激活主缸中的活 塞，該主缸通過(guò)充有液體的管道將壓力傳遞到安裝在離合器殼體上的從動(dòng)缸上, 以減輕離合踩踏阻力。駕駛員可以通過(guò)控制離合器來(lái)有效的控制車速、達(dá)到安全 行駛的目的。1.2離合器的發(fā)展歷程在早期研究離合器結(jié)構(gòu)時(shí)，錐形離合器大放異彩。錐形離合器具有錐形摩擦 表面。錐體的錐度意味著執(zhí)行器的給定運(yùn)動(dòng)量使表面接近（或后退）的速度比盤(pán)

32、式離合器慢得多。同樣，給定量的致動(dòng)力在配合表面上產(chǎn)生更大的壓力。錐形離 合器的最著名的例子是手動(dòng)變速器中的同步器環(huán)。同步器環(huán)負(fù)責(zé)“同步”變速轂 和齒輪的速度，以確保平穩(wěn)地?fù)Q檔。由于錐形離合器具有制造簡(jiǎn)單、摩擦面易修 復(fù)的特點(diǎn)，其一直被使用到20世紀(jì)20年代中期。但是錐形離合器存在主從動(dòng)片 分離不徹底的自鎖現(xiàn)象。1952年后出現(xiàn)了多片盤(pán)式離合器，其起步接合平順、無(wú)沖擊的特點(diǎn)使得多 片盤(pán)式離合器被廣泛使用。多片盤(pán)式離合器中一個(gè)鋼盤(pán)片對(duì)著一青銅盤(pán)片成對(duì)布 置。采用純金屬摩擦副，并把摩擦副泡在油工作，使其達(dá)到最優(yōu)性能。為了實(shí)現(xiàn)片式離合器傳遞轉(zhuǎn)矩更大，耐受溫度更高，引入改進(jìn)了石棉基摩 擦材料，由于引進(jìn)此

33、材料后可采用較小的摩擦面積，因此能減少摩擦片數(shù)量。 促進(jìn)了多片離合器朝向單片離合器的轉(zhuǎn)變。單片干式離合器具有結(jié)構(gòu)緊湊，散熱良好，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小等優(yōu)點(diǎn)，以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的汽車經(jīng)常采用它，尤其是后期 研發(fā)出性價(jià)比較高的沖壓件離合器蓋后應(yīng)用更為廣泛。隨著技術(shù)不斷的進(jìn)步和人們對(duì)汽車舒適性要求提高，單片干式離合器制造 工藝越發(fā)完善。為提升其接合平順性，使用了有軸向彈性的從動(dòng)盤(pán)。為減小傳 動(dòng)系統(tǒng)載荷噪聲以及扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，在從動(dòng)盤(pán)總成中安裝了具有雙質(zhì)量飛輪的扭轉(zhuǎn) 減振器。由于重型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率更大，離合器安裝空間有限，故一般在重型汽車 上使用可提升扭轉(zhuǎn)能力的雙片干式離合器。雙片離合器相對(duì)于單片離合器使用 壽命更長(zhǎng)、扭

34、轉(zhuǎn)能力更好。1.3膜片彈簧離合器的組成及其優(yōu)點(diǎn)1. 3.1膜片彈簧離合器的組成部件膜片彈簧離合器組成部件包括：離合器蓋、壓盤(pán)、膜片彈簧、傳動(dòng)片、分 離軸承總成等。1. 3. 2膜片彈簧離合器的工作原理Engaged尹ywheel ClutchDisc3 CrankClutch Pedal ReleasedClutch Pedal Pressed（1）接合（2）分離Disengaged1-飛輪2-離合器盤(pán)3-曲軸4-輸入軸5-離合器踏板6-分離軸承7-分離叉8-膜片彈簧9-離合器蓋10-壓盤(pán)圖1.1膜片彈簧離合器工作原理圖在汽車行駛過(guò)程中需切斷動(dòng)力或更換擋時(shí)，壓下離合器踏板5,通過(guò)機(jī)構(gòu)末 端的分

35、離叉7將推動(dòng)膜片彈簧分離指8,使得壓盤(pán)10遠(yuǎn)離摩擦盤(pán)，動(dòng)力切斷。 此時(shí)可自由的換擋。1. 3. 3膜片彈簧離合器的優(yōu)點(diǎn)與其他結(jié)構(gòu)離合器相比，膜片彈簧離合器具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、膜片彈簧中心與離合器中心線相重合,平衡性優(yōu)秀。2、膜片彈簧可同時(shí)起到壓緊彈簧、分離杠桿的作用，結(jié)構(gòu)緊湊，軸向尺寸 小，部件數(shù)目少，質(zhì)量輕。3、通風(fēng)散熱較好，使用期限長(zhǎng)。4、膜片彈簧與壓盤(pán)是整圈接觸，磨損均勻，接觸良好，壓力分布均勻。5、彈簧壓緊力高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中降低小，性能穩(wěn)定。6、有理想的非線性彈性特性。1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容1、壓盤(pán)設(shè)計(jì)。2、離合器蓋設(shè)計(jì)。3、從動(dòng)盤(pán)總成設(shè)計(jì)。4、膜片彈簧設(shè)計(jì)。1.5 Pro/E軟件的特點(diǎn)Pro/E

36、NGINEER是世界上最成功的CAD/CAM軟件之一。PTC公司于1985年 成立于波士頓，1988年發(fā)布了 Pro/ENGINEER軟件的第一個(gè)版本，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成 為全球CAD/CAM/CAE/PDM領(lǐng)域具有代表性的軟件公司。Pro/Engineer是一套 機(jī)械CAD/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。選擇離合器類型時(shí)以下幾種因素需考慮：1.摩擦式離合器具有結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單, 可靠性好，修理方便等優(yōu)點(diǎn)，且目前市面多數(shù)汽車都是采用此種離合器，故選擇 摩擦式離合器。2.在選擇干式還是濕式離合器時(shí)

37、，由于濕式離合器一般為傳遞大 扭矩的多盤(pán)式離合器，此次車型選擇干式離合器就符合要求。3.膜片彈簧離合器 有多種優(yōu)點(diǎn)：.非線性特性好、磨損后彈簧壓力基本不變、減輕踏板力操作輕 便。.膜片彈簧裝備位置于離合器軸是相對(duì)的，平衡性能好，穩(wěn)定性強(qiáng)。.膜 片彈簧同時(shí)起兩個(gè)作用(分離杠桿、壓緊彈簧)，使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量變輕、減少 零件數(shù)、軸向尺寸變短。.膜片彈簧和壓盤(pán)以整圓圈方式接觸，實(shí)現(xiàn)了均勻的 磨損和良好的散熱。4.拉式離合器軸向尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、零件數(shù)目更少且分離 杠桿長(zhǎng)，操作省力輕便。結(jié)合上面所有的因素對(duì)比考慮，此車選用單片拉式膜片 彈簧離合器。2膜片彈簧離合器的基本尺寸參數(shù)選擇2. 1膜片彈簧離合

38、器基本性能關(guān)系式根據(jù)離合器傳傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩可以確定摩擦片外徑尺寸，該尺寸直接影 響離合器輪廓大小，是離合器的重要參數(shù)。為使離合器在正常工況下能可靠傳遞 最大扭矩Tcmax,發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Tax應(yīng)當(dāng)小于離合器的靜摩擦力矩匚,而離 合器傳遞的摩擦力矩e 乂決定于其摩擦面數(shù)Z、摩擦系數(shù)f、作用在摩擦面上 的總壓緊力P工與摩擦片平均摩擦半徑此，即匚=(2.1)式中：月一離合器的后備系數(shù)，見(jiàn)下表2.1。廣一摩擦系數(shù)，一般取0.250.30。該車型發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩M為230N-m,取摩擦系數(shù)，為3. 0,靜根據(jù)計(jì)算可得： = 230 x 3. 0 = 690 N m。在選擇離合器后備系數(shù)時(shí)，除了考慮操作

39、輕便、防止傳動(dòng)系過(guò)載等因素, 更應(yīng)考慮到該離合器摩擦片磨損后減輕滑磨時(shí)間過(guò)長(zhǎng)及仍能傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大 扭矩。表2. 1后備系數(shù)表常用車型小轎車貨車（輕型）工程牽引車越野車數(shù)值范圍（后備系數(shù)）1. 301. 752.03. 5本設(shè)計(jì)車型馬自達(dá)RX-5屬于城市越野車，因此設(shè)計(jì)的后備系數(shù)8在2.03.5之間選擇,則取4=2.0即可。2. 3離合器摩擦片外徑的確定摩擦片外徑關(guān)系到膜片彈簧離合器的使用期限和質(zhì)量，與離合器遞的轉(zhuǎn)矩大小有一定聯(lián)系（需傳遞的轉(zhuǎn)矩越大則需要的尺寸就越大），屬于離合器 的基本尺寸之一。如果按照汽車發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩來(lái)確定D時(shí)，可查表2.2來(lái)確 定摩擦片的外徑尺寸。表2. 2離合器尺寸選擇參數(shù)表摩擦片外徑D/mm發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax/N * R1單片離合器雙片離合器重負(fù)荷中等負(fù)荷極限值2251301501702501702002302802402803203002603103603253203804503504104805503805106007004106207208304303506808009304503808209501100