（毕业设计全套）拉式膜片弹簧离合器的设计（打包下载）

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.膜片弹簧的尺寸简图表.膜片弹簧弹性特性所用到的系数代入.得.对.式求次导数，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，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中性点转动图.。

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.图.膜片弹簧工作点位置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.为了分析断面中断向应力的分布规律，将.式写成与轴的关系式.图.切向应力在子午断面的分布由上式可知，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.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。

.扭转减振器设计减震器极转矩•摩擦转矩•预紧转矩•极限转角扭转角刚度•详细见图.。

.减振弹簧的设计．减振弹簧的安装位置，结合，得取，则。

．全部减振弹簧总的工作负荷．单个减振弹簧的工作负荷式中为减振弹簧的个数，按表.选择取表.减振弹簧个数的选取摩擦片的外径图.扭转减振器．减振弹簧尺寸选择材料，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，计算曲度系数根据下表选择旋绕比表.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。

.操纵机构汽车离合器操纵机构是驾驶员用来控制离合器分离又使之柔和接合的套机构。

它始于离合器踏板，终止于离合器壳内的分离轴承。

由于离合器使用频繁，因此离合器操纵机构首先要求操作轻便。

轻便性包括两个方面，是加在离合器踏板上的力不应过大，另方面是应有踏板形成的校正机构。

离合器操纵机构按分离时所需的能源不同可分为机械式液压式弹簧助力式气压助力机械式气压助力液压式等等。

离合器操纵机构应满足的要求是踏板力要小，轿车般在范围内，货车不大于踏板行程对轿车般在范围内，对货车最大不超过踏板行程应能调整，以保证摩擦片磨损后分离轴承的自由行程可复原应有对踏板行程进行限位的装置，以防止操纵机构因受力过大而损坏应具有足够的刚度传动效率要高发动机振动及车架和驾驶室的变形不会影响其正常工作。

机械式操纵机构有杠系传动和绳索系两种传动形式，杠传动结构简单，工作可靠，但是机械效率低，质量大，车架和驾驶室的形变可影响其正常工作，远距离操纵杆系，布置困难，而绳索传动可消除上述缺点，但寿命短，机构效率不高。

本次设计的普通轮型离合器操纵机构，采用液压式操纵机构。

液压操纵机构有如下优点液压式操纵，机构传动效率高，质量小，布置方便便于采用吊挂踏板，从而容易密封，不会因驾驶室和车架的变形及发动机的振动而产生运动干涉可使离合器接合柔和，可以降低因猛踩踏板而在传动系产生的动载荷，正由于液压式操纵有以上的优点，故应用日益广泛，离合器液压操纵机构由主缸工作缸管路系统等部分组成。

离合器踏板行程计算踏板行程由自由行程和工作行程组成.式中，为分离轴承的自由行程，般为，取反映到踏板上的自由行程般为分别为主缸和工作缸的直径为摩擦片面数为离合器分离时对偶摩擦面间的间隙，单片，取为杠杆尺寸。

得合格。

图.液压操纵机构示意图踏板力的计算踏板力为.式中，为离合器分离时，压紧弹簧对压盘的总压力为操纵机构总传动比，为机械效率，液压式，机械式为克服回位弹簧的拉力所需的踏板力，在初步设计时，可忽略之。

则合格。

分离离合器所作的功为式中，为离合器拉接合状态下压紧弹簧的总压紧力则合格。

.从动轴的计算．选材调质钢可用于载荷较大而无很大冲击的重要轴，初选调质。

．确定轴的直径式中，为由材料与受载情况决定的系数，见表.表.轴常用几种材料的及值轴的材料取，为轴的转速则，取。

.从动盘毂从动盘毂是离合器中承受载荷最大的零件，它几乎承受由发动机传来的全部转矩。

它般采用齿侧对中的矩形花键安装在变速器的第轴上，花键的尺寸可根据摩擦片的外径与发动机的最大转矩由表.选取般取倍的花键轴直径。

从动盘毂般采用碳钢，并经调质处理，表面和心部硬度般。

为提高花键内孔表面硬度和耐磨性，可采用镀铬工艺对减振弹簧窗口及与从动片配合处，应进行高频处理。

取，。

验证挤压应力的计算公式为式中，为花键的齿侧面压力，它由下式确定从动盘毂轴向长度不宜过小，以免在花键轴上滑动时产生偏斜而使分离不彻底分别为花键的内外径为从动盘毂的数目取为花键齿工作高度得合格。

表.花健的的选取摩擦片的外径.花健尺寸挤压应力齿数外径内径齿厚有效齿长分离轴承的寿命计算分离轴承的参数表.分离轴承参数表型号ε则由下式得.本章小结本章讲述了离合器的计算，包括摩擦片主要参数的选择与优化膜片弹簧主要参数的选择与优化通过膜片弹簧载荷与变形的关系计算离合器的压紧力与膜片弹簧的应力扭转减振器与减振弹簧的计算操纵机构与输出轴的计算选取从动盘毂，最后计算分离轴承的寿命。

本章所用原始数据为货车的数据。

第章结论通过以上对膜片弹簧离合器及液压操纵机构的工作原理的阐述及各构件的计算说明，可以看出离合器操纵机构的设计要从选材，尺寸约束，传递发动机扭矩，驾驶员操作等各方面的综合考虑。

计算方面离合器的主要参数结果按照基本公式运算得出并通过约束条件，检验合格。

操纵机构自由行程符合规格，总行程符合标准条件，在此前提下同时也保证了机件具有足够的刚度，在有外部压力的情况下不会轻易变形。

设计所得尺寸既符合工作机理的需求又满足安装的要求。

选材方面摩擦片选用石棉基材料，保证其有足够的强度和耐磨性热稳定性磨合性，不会发生粘着现象。

扭转减振器中的扭转弹簧选用，其中所含硅成分提高了机件的弹性，所含錳，加强了耐高温性设计后的离合器顺利通过温升校核，目的是防止摩擦元件过快地磨损和温度过高。

综上所述，本次设计遵从了分离彻底接合柔和操纵轻便，工作特征稳定从动部分转动惯量小的设计要点，数据全部通过约束条件检验，原件所使用的材料基本上符合耐磨，耐压和耐高温的要求，而且离合器尺寸合适，适宜安装，能最高效率传递发动机扭矩，完全符合计划书及国家标准。

但是，我的设计中仍存在大量的错误和缺点，如加工精度问题等等。

对于我在设计中出现的错误，希望广大读者和专家批评指正。

第章参考文献徐石安，江发潮.汽车离合器.清华大学出版社陈家瑞.汽车构造.机械工业出版社王望予.汽车设计.机械工业出版社中国机械工程学会，中国机械设计大典编委会.中国机械设计大典.江西科学技术出版社余仁义，梁涛.汽车离合器操纵机构的设计.专用汽车董丽霞，张平.简明汽车技术词典.人民交通出版社张金柱，韩玉敏，石美玉.汽车工程专业英语.化学工业出版社廖清林.汽车离合器膜片弹簧的稳健优化设计.重庆工学院学报王志明，胡树根，王兆军.汽车离合器盖成形工艺和模具设计.实用技术罗颂荣，胡浩，刘文清.汽车拉式膜片弹簧片的优化设计.常德师范学院学报.王洋，高翔，陈祥，朱茂桃.膜片弹簧设计的概率优化研究.江苏理工大学学报王三民，诸文俊.机械原理与设计.机械工业出版社张铁山，高翔，夏长高，朱茂桃.汽车离合器传动片设计研究.江苏理工学报严正峰，盛学斌.膜片弹簧离合器校核设计.设计.计算.研究