（优秀毕业全套设计）长安杰勋汽车膜片弹簧离合器设计（整套下载）

前面已经初步确定了摩擦片的基本尺寸外径内径厚度.内径与外径比值由公式.得.表.摩擦片单位压力的取值范围摩擦片材料单位压力石棉基材料模压编织粉末冶金材料模压编织金属陶瓷材料.摩擦因数摩擦面数和离合器间隙的确定摩擦片的摩擦因数取决于摩擦片所用的材料及基工作温度单位压力和滑磨速度等因素。

可由表.查得摩擦面数为离合器从动盘数的两倍，决定于离合器所需传递转矩的大小及其结构尺寸。

本题目设计单片离合器，因此。

离合器间隙是指离合器处于正常接合状态分离套筒被回位弹簧拉到后极限位置时，为保证摩擦片正常磨损过程中离合器仍能完全接合，在分离轴承和分离杠杆内端之间留有的间隙。

该间隙般为。

取。

表.摩擦材料的摩擦因数的取值范围摩擦材料摩擦因数石棉基材料模压编织粉末冶金材料铜基铁基金属陶瓷材料本章小结本章根据长安杰勋汽车的基本参数，确定了摩擦片的基本尺寸并进行了优化，选择了离合器的主要参数，包括后备系数单位压力摩擦因数摩擦面数和离合器间隙。

为下章的离合器计算提供依据。

第章离合器零部件的设计.膜片弹簧的结构特点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完整的截锥体，它的形状像个无底的碟子和般机械上用的碟形弹簧完全样，故称作碟簧部分。

膜片弹簧起弹性作用的正是其碟簧部分。

碟形弹簧的弹性作用是这样沿其轴线方向加载，碟簧受压变平，卸载后又恢复原形所。

可以说膜片弹簧是碟形弹簧的种特殊结构形式。

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。

这样做，方面可以减少分离爪根部应力集中，方面又可用来安置销钉固定膜片弹簧。

.膜片弹簧的变形特性膜片弹簧起弹性作用的部分是其碟簧部分，碟簧部分的弹性变形特性和螺旋弹簧是不样的，它是种非线性的弹簧，其特性和碟簧部分的原始内截锥高及弹簧片厚的比值有关。

不同的值可以得到不同的特性变形特性。

般可以分成下列四中情况如图.中.的曲线，其曲线形状表现为载荷的增加，变形总是不断增加.这种弹簧的刚度很大，可以承受很大的载荷，适合与作为缓冲装置中的行程限制器。

如图.中.的曲线，弹性特性曲线在中间有段很平直，变形的增加，载荷几乎不变.这种弹簧叫做零刚度弹簧.如图.中.者，弹簧的特性曲线中有段负刚度区域，即当变形增加时，载荷反而减少具有这种特性的膜片弹簧很适合用于作为离合器的压紧弹簧，因为可利用其负刚度区，达到分离离合器时载荷下降，操纵省力的目的，当然负刚度过大也不适宜，以免弹簧工作位置略微变动造成弹簧压紧力过大.如图.，这种弹簧的的特性曲线中具有更大的负刚度不稳定工作区，而且有载荷为负值的区域.这种弹簧适合于汽车液力传动中的锁止机构。

图.三种不同值时的无因次特曲线图.各种不同值时的无因次弹性变形特性.膜片弹簧的参数确定比值的确定此值对膜片弹簧的弹性特性影响极大，根据对膜片弹簧的变形特性的分析，参照图.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通常在.范围内选取。

常用的膜片弹簧板厚为，本设计则。

及确定通过分析表明，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，常在的范围内取值。

膜片弹簧大端外径应满足结构上的要求和摩擦片的外径相适应，大于摩擦片内径，近于摩擦片外径。

本设计中取，摩擦片的平均半径，因为取则。

膜片弹簧起始圆锥底角汽车膜片弹簧在自由状态时，圆锥底角般在范围内，本设计中得在之间，合格。

膜片弹簧小端半径和分离轴承的作用半径由离合器的结构决定，其最小值应大于变速器第轴花键的外径。

应大于。

本设计所取，。

分离指数和切槽宽度分离指数常取为，大尺寸膜片弹簧有取的，对于小尺寸膜片弹簧，也有取的，本设计所取分离指数为。

取应满足的要求，。

压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定应略大于且尽量接近，应略小于且尽量接近。

本设计取，。

膜片弹簧的优化设计膜片弹簧的优化步骤如下，为了满足离合器使用性能的要求，弹簧的与初始锥角应在定范围内，即弹簧各部分有关尺寸的比值应符合定的范围，即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或拉式膜片弹簧的压盘加载点半径应位于摩擦片的平均半径与外半径之间，即推式根据弹簧结构布置要求，与，与之差应在定范围内选取，即膜片弹簧的分离指起分离杠杆的作用因此杠杆比应在定范围内选取，即推式由和得，。

膜片弹簧的工作状态分析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，用表示，加载点间的相对变形轴向为，则压紧力与变形之间的关系式为.式中弹性模量，对于钢，泊松比，对于钢，.膜片弹簧在自由状态时，其碟簧部分的内锥高度弹簧钢板厚度弹簧自由状态时碟簧部分的大端半径弹簧自由状态时碟簧部分的小端半径压盘加载点半径支承环加载点半径图.膜片弹簧表.膜片弹簧弹性特性所用到的系数代数据入上式得求次导数，可解出的凹凸点，求二次导数可得拐点。

凸点时，凹点时，拐点时，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，对应此载荷作用点的变形为。

由列出表.表.膜片弹簧工作点的数据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，该曲线的拐点对应着膜片弹簧压平位置，而。

新离合器在接合状态时膜片弹簧工作点般取在凸点和拐点之间，且靠近或在点处，般，以保证摩擦片在最大磨损限度范围内压紧力从到变化不大。

当分离时，膜片弹簧工作点从变到，为最大限度地减小踏板力，点应尽量靠近点。

为了保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应大于或等于新摩擦片时的压紧力。

膜片弹簧的应力计算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中性点转动。

断面在点沿圆周方向的切向应变为零，故该点的切向应力为零，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。

令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.式中碟簧部分子午断面的转角从自由状态算起碟簧部分子有状态时的圆锥底角碟簧部分子午断面内中性点的半径.图.膜片弹簧工作点位置为了分析断面中断向应力的分布规律，将上式写成与轴的关系式.由式.可知，当膜片弹簧变形位置定时，定的切向应力在坐标系里呈线性分布。

当时，因为的值很小，我们可以将看成，由上式可写成。

此式表明，对于定的零应力分布在中性点而与轴承角的直线上。

从式.可以看出当时无论取任何值，都有。

显然，零应力直线为点与点的连线，在零应力直线内侧为压应力区，外侧位拉应力区，等应力直线离应力直线越远，其应力越高。

由此可知，碟簧部分内缘点处切向压应力最大，处切向拉应力最大，分析表明，点的切向应力最大，计算膜片弹簧的应力只需校核处应力就可以了，将点的坐标和代入公式有.令可以求出切向压应力达极大值的转角.由于所以，点作为分离指根部的点，在分离轴承推力作用下还受有弯曲应力.式中分离指数目单个分离指的根部宽因此由于是与切向压应力垂直的拉应力，所以根据最大剪应力强度理论，点的当量应力为膜片弹簧的设计应力般都稍高于材料的局限，为提高膜片弹簧的承载能力，般要经过以下工艺先对其进行调质处理，得到具有较高抗疲劳能力的回火索氏体，对膜片弹簧进行强压处理将弹簧压平并保持，使其高应力区产生塑性变形以产生残余反向应力，对膜片弹簧的凹表面进行喷丸处理，提高弹簧疲劳寿命，对分离指进行局部高频淬火或镀铝，以提高其耐磨性。

故膜片弹簧和当量应力不超出允许应力范围，所以用设数据合适。

膜片弹簧使用优质高精质钢。

其碟簧部分的尺寸精度要求高，碟簧材料为。

膜片弹簧的支承形式推式膜片弹簧支承结构按支承环数目的不同分为三种，分别为双支承环形式，单支承环形式，无支承环形式。

本设计选择双支承环形式，用台肩式铆钉将膜片弹簧两个支撑环与离合器盖定位铆合在起，结构简单，耐久性良好。

.扭转减震器设计扭转减震器有线性和非线性两种特性。

单级线性减震器的扭转特性，如图.，其弹性元件般采用圆柱螺旋弹簧，广泛用于汽油机汽车中。

由于长安杰勋汽车采用的是汽油发动机，故其扭转减震器的类型应选择单级线性扭转减震器。

减振器的扭转刚度和阻尼摩擦元件间的摩擦转矩是两个主要参数。

其设计参数还包括极限转矩预紧转矩和极限转角等。

.扭转减震器基本参数确定减震器极转矩摩擦转矩预紧转矩扭转角刚度图.扭转特性图.减震器尺寸简图.减震弹簧设计减震弹簧的安装位置的尺寸尽可能的大些根据图.，般取结合，得取。

减震弹簧的工作负荷全部减振弹簧总的工作负荷单个减振弹簧的工作负荷减震弹簧的个数选取式中为减振弹簧的个数，按表.选择故取。

表.减振弹簧个数的选取摩擦片的外径减震弹簧的尺寸计算选择材料，计算许用应力根据机械原理与设计机械工业出版社采用弹簧钢丝，设弹簧丝直径。

选择旋绕比，计算曲度系数根据表.选择旋绕比表.旋绕比的荐用范围确定旋绕比，曲度系数强度计算，与原来的接近，合格。

中径外径极限转角取，则刚度计算弹簧刚度其中，为最小工作力，弹簧的切变模量，则弹簧的工作圈数取，总圈数为弹簧的最小高度减振弹簧的总变形量减振弹簧的自由高度减振弹簧预紧变形量减振弹簧的安装高度定位铆钉的安装位置取，则合格。

图.扭转减震器.从动盘总成设计现代汽车上般都采用带有扭转减振的从动盘，用以避免汽车传动系统的共振，缓和冲击，减少噪声，提高传动系统零件的寿命，改善汽车行使的舒适性，并使汽车平稳起步。

从动盘主要由从动片，从动盘毂，摩擦片等组成，由图.可以看出，摩擦片，分别用铆钉，铆在波形弹簧片上，而后者又和从动片铆在起。

从动片用限位销和减振铆在起。

这样，摩擦片，从动片和减振盘三者就被连在起了。

在从动片和减振盘上圆周切线方向开有个均布的长方形窗孔，在在从动片和减振盘之间的从动盘毂法兰上也开有同样数目的从动片窗孔，在这些窗孔中装有减振弹簧，以便三者弹性的连接起来。

在从动片和减振盘的窗孔上都制有翻边，这样可以防止弹簧滑脱出来。

在从动片和从动盘毂之间还装有减振摩擦片，。

当系统发生扭转振动时，从动片及减振盘相对从动盘毂发生来回转动，系统的扭转能量会很快被减振摩擦片的摩擦所吸收。

图.带扭转减振器