车辆工程毕业设计论文-哈飞路宝汽车膜片弹簧离合器设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-哈飞路宝汽车膜片弹簧离合器设计(编辑修改稿)内容摘要：

圆周速度（ m/s） ； maxen 为发动机最高转速 (r/min)。 （ 2）摩擦片的内、外径比 39。 C 应在 ～ 范围内，即 39。  C （ 3）为了保证离合器可靠地传递发动机的转矩，并防止传动系过载，不同车型的β值应在一定范围内，最大范围为 ～。 （ 4）为了保证扭转减振器的安装，摩擦片 内径 d 必须大于减振器振器弹簧位置直径 02R 约 50mm，即 502 0  Rd mm （ 5）为反映离合器传递的转矩并保护过载的能力，单位摩擦面积传递的转矩应小于其许用值，即    0220 ccc TdDZ TT   （ ） 式中 0cT 为单位摩擦面积传递的转矩 (2)，可按表 选取 经检查 ,合格。 表 单位摩擦面积传递转矩的许用值 离合器规 格 210 250~210 325~250 325   20 10/ cT 0． 28 0． 30 0． 35 0． 40 （ 6）为降低离合器滑磨时的热负荷，防止摩擦片损伤，对于不同车型，单位压力 0p 的最大范围为 ～ ,即 MPa  p MPa  MPa （ 7）为了减少汽车起步过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧 14 伤 ,离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值 ,即      224 dDZ W （ ） 式中 , 为单位摩擦面积滑磨 (J/mm2)；  为其许用值 (J/mm2)，对于乘用车：][  J/mm2，对于最大总质量小于 的商用车： ][  J/mm2，对于最大总质量大于 商用车： ][  J/mm2： W为汽车起步时离合器接合一次所产生的总滑磨功（ J），可根据下式计算  22022218 00 grae ii rmnW  （ ） 式中， am 为汽车总质量 (Kg)； r 为轮胎滚动半径（ m）； g i 为汽车起步时所用变速器挡位的传动比； 0i 为主减速器传动比； en 为发动机转速 r/min，计算时乘用车取 20xx r/min，商用车取 1500 r/min。 其中： i gi rr m 895am Kg 代入式（ ）得 W J，代入式（ ）得 ][   ，合格。 （ 8）离合器接合的温升 mcWt  式中 ,t 为压盘温升 ,不超过 10~8 176。 C ； c为压盘的比热容， c J/(Kg176。 C)；γ为传到压盘的热量所占的比例，对单片离合器压盘；  ， m 为压盘的质量 m Kg 代入， t 176。 C ，合格。 本章小结 本章重点介绍了离合器主要参数的选取和摩擦片尺寸的计算，为以后各个零件的选取起参照作用。 15 第 4 章 膜片弹簧 设计 膜片弹簧的结构特点 由前面可以知道，本设计中的压紧弹簧是膜 片弹簧。 而膜片弹簧离合器分推式和拉式，在本设计中采用拉式结构。 膜片弹簧在结构形状上分为两部分。 在膜片弹簧的大端处为一完整的截锥体，它的形状像一个无底的碟子和一般机械上用的碟形弹簧完全一样，故称作碟簧部分。 膜片弹簧起弹性作用的正是其碟簧部分。 可以说膜片弹簧是碟形弹簧的一种特殊结构形式。 所不同的是，在膜片弹簧上还包括有径向开槽部分。 膜片弹簧上的径向开槽部分像一圈瓣片，它的作用是，当离合器分离时作为分离杠杆。 故它又称分离爪。 分离爪与碟簧部分交接处的径向槽较宽呈长方 圆形孔。 H/h 的选择 此值对膜片弹簧的弹性特性影响极大，分析载荷与变形 1之间的函数关系可知，当 2hH 时， F2 为增函数； 2hH 时， F1 有一极值，而该极值点又恰为拐点；2hH 时， F1 有一极大值和极小值；当 2hH 时， F1 极小值在横坐标上，见图。 16 图 膜片弹簧的弹性特性曲线 1 2/ hH 2 2/ hH 3 22/2  hH 4 22/ hH 5 22/ hH 为保证离合器压紧力变化不大和操纵方便，汽车离合器用膜片弹簧的 H/h 通常在～ 2 范围内选取。 常用的膜片弹簧板厚为 2～ 4mm，本设计 2hH ， h=2mm ，则 H=4mm。 R/r 选择 通过分析表明， R/r 越小，应力越高，弹簧越硬，弹性曲线受直径误差影响越大。 汽车离 合器膜片弹簧根据结构布置和压紧力的要求， R/r 常在 ～ 的范围内取值。 本设计中取 rR ，摩擦片的平均半径 854  dDRcmm， cRr 取 80r mm则 100R mm 则 rR。 圆锥底角 汽车膜片弹簧在自由状态时 ，圆锥底角α一般在 15~9 176。 范围内，本设计中   rRHrRH  a r c t a n 得  176。 在 15~9 176。 之间，合格。 分离指数常取为18，大尺寸膜片弹簧有取 24的，对于小尺寸膜片弹簧，也有取 12的，本设计所取分离指数为 18。 切槽宽度 ~  mm， 10~92  mm，取 31  mm， 102 mm， er 应满足 2 err的要求。 压盘加载点半径 1R 和支承环加载点半径 1r 的确定 1r 应略大于且尽量接近 r， 1R 应略小于 R 且尽量接近 R。 本设计取 991R mm， 17 801r mm。 膜片弹簧应用优质高精度钢板制成 ，其碟簧部分的尺寸精度要高。 国内常用的碟簧材料的为 60SizMnA，当量应力可取为 1600～ 1700N/mm2。 公差与精度 离合器盖的膜片弹簧支承处，要具有大的刚度和高的尺寸精度，压力盘高度（从承压点到摩擦面的距离）公差要小，支承环和支承铆钉安装尺寸精度要高，耐磨性要好。 膜片弹簧的优化设计 （ 1）为了满足离合器使用性能的要求，弹簧的 hH 与初始锥角  rRH  应在一定范围内，即  hH    rRH （ 2）弹簧各部分有关尺寸的比值应符合一定的范围，即  rR 100100270  hR （ 3） 为了使摩擦片上的压紧力分布比较均匀，推式膜片弹簧的压盘加载点半径 1R（或拉式膜片弹簧的压盘加载点半径 1r ）应位于摩擦片的平均半径与外半径之间，即 推式： 24/)( 1 DRdD  拉式： 502/80854/)( 1  DrdD （ 4） 根据弹簧结构布置要求， 1R 与 R ， fr 与 0r 之差应在一定范围内选取，即 611 1  RR 600 1  rr 40 0  rrf （ 5） 膜片弹簧的分离指起分离杠杆的作用 ，因此杠杆比应在一定范围内选取，即 推式： 111  rR rr f 18 拉式： 111  rR rR f 由（ 4）和（ 5）得 31fr mm， 300r mm。 膜片弹簧的载荷与变形关系 碟形弹簧的形状如以锥型垫片，见图 ，它具有独特的弹性特征，广泛应用于机械制造业中。 膜片 弹簧是具有特殊结构的碟形弹簧，在碟簧的小端伸出许多由径向槽隔开的挂状部分 —— 分离指。 膜片弹簧的弹性特性与尺寸如其碟簧部分的碟形弹簧完全相同（当加载点相同时）。 因此，碟形弹簧有关设计公式对膜片弹簧也适用。 通过支承环和压盘加在膜片弹簧上的沿圆周分布的载荷，假象集中在支承点处，用 F1表示，加载点间的相对变形（轴向）为λ 1，则压紧力 F1与变形λ 1之间的关系式为 :           2111111211211 hrR rR2HrR rRHrR r/RIn16 EhF （ ） 式中： E—— 弹性模量，对于钢， aMPE  μ —— 泊松比，对于钢，μ = H—— 膜片弹簧在自由状态时，其碟簧部分的内锥高度 h—— 弹簧钢板厚度 R—— 弹簧自由状态时碟簧部分的大端半径 r—— 弹簧自由状态时碟簧部分的小端半径 R1—— 压盘加载点半径 r1—— 支承环加载点半径 19 图 膜片弹簧的尺寸简图 表 膜片弹簧弹性特性所用到的系数 R r R1 r1 H h 100 80 99 80 4 2 代入（ ） 得   1213111 9 9 31 1 3 055   fF （ ） 对（ ）式求一次导数，可解出λ 1=F1的凹凸点，求二次导数可得拐点。 凸点：  mm 时， F N 凹点：  mm 时， F N 拐点：  mm 时， F N 当离合器分离时，膜片弹簧加载点发生变化。 设分离轴承对膜片弹簧指所加 的载荷为 F2，对应此载荷作用点的变形为λ 2。 由 111 112 FFrr rRF f  （ ） 11112   rR rr f （ ） 列出表 : 表 膜片弹簧工作点的数据 1 2 1F 2F 膜片弹簧工作点位置的选择。 从膜片弹簧的弹性特性曲线图分析出，该曲线的拐点 H对应着膜片弹簧压平位置，而   2111 NMH  。 新离合器在接合状态时，膜片弹簧工作点 B一般取在凸点 M 和拐点 H 之间，且靠近或在 H点处，一般   H1B1 ~  ,以保证摩擦片在最大磨损限度Δλ范围内压紧力从 F1B到 F1A变化不大。 当分离时，膜片弹簧工作点从 B 变 到 C ，为最大限度地减小踏板力， C 点应尽量靠近 N点。 为了保 20 证摩擦片磨损后仍能可靠的传递传矩，并考虑摩擦因数的下降，摩擦片磨损后弹簧工作压紧力 AF1 应大于或等于新摩擦片时的压紧力 BF1 ，见图。 膜片弹簧的应力计算 假定膜片弹簧在承载过程中其子午断面刚性地绕此断面上的某中性点 O 转动（图）。 断面在 O 点沿圆周方向的切向应变为零，故该点的切向应力为零， O 点以外的点均存在切向应变和切向应力。 现选定坐标于子午断面，使坐标原点 位于中性点 O。 令 X轴平行于子午断面的上下边，其方向如上图所示，则断面上任意点的切向应力为：。