拉式膜片弹簧离合器设计

如下图6.2,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6.1 三种不同H/h值时的无因次特曲线

图6.2 各种不同H/h值时的无因次弹性变形特性

6.4 膜片弹簧的参数尺寸确定

在设计膜片弹簧时，一般初步选定其全部尺寸然后进行一系列的验算，最后优选最合适的尺寸。其结构示意图见图6.3

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图6.3 膜片弹簧示意简图

6.4.1 H/h比值的选取

设计膜片弹簧时，要利用其非线性的弹性变形规律，因此要正确选择其特性曲线的形状，以获得最佳性能。一般汽车汽车膜片弹簧的H/h值的范围在1.5～2.5之间。

我设计的膜片弹簧，H=5.0mm；h=2.5mm 所以，

Hh5.02.5=

=2

6.4.2 R及R/r确定

比值R/r对弹簧的载荷及应力特性都有影响，从材料利用率的角度，比值在1.8～2.0时，碟形弹簧储存弹性的能力为最大，就是说弹簧的质量利用率和好。因此设计用来缓和冲击，吸收振动等需要储存大量弹性能时的碟簧时选用。对于汽车离合器的膜片弹簧，设计上并不需要储存大量的弹性能，而是根据结构布置与分离的需要来决定，一般R/r取值为1.2～1.3.对于R,膜片弹簧大端外径R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。此外，当H，h及R/r等不变时，增加R有利于膜片弹簧 应力的下降。参考下表可6-1

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表 6-1 一些车型膜片弹簧的R和R/r的值

车型 丰田 北京BJ751 上海SH771 外径（㎜） 225 228 280 内径（㎜） 160 150 165 半径2R（㎜） R/r 206 210 252 103/81=1.27 105/8.5=1.25 126/103.5=1.21 初步确定R=95mm；r=76mm 所以，R/r

9576=1.25

6.4.3 膜片弹簧起始圆锥底角?

汽车膜片弹簧一般起始圆锥底角?在10°～14°之间，?≈H(R?r)代入数值计算可得：?=13°27′

6.4.4 膜片弹簧小端半径rf及分离轴承的作用半径rp

rf的值主要由结构决定，最小值应大于变速器第一轴花键外径，分离轴承

作用半径rp大于 rf。

因为花键外径D=26㎜，要使2 rf＞D，所以取rf=20㎜，rp=22㎜ 6.4.5 分离指数目n、切槽宽?1、窗孔槽宽?2、及半径re

汽车离合器膜片弹簧的分离指数目n＞12，一般在18左右，采用偶数，便于制造时模具分度切槽宽?1≈3㎜，?2≈10㎜，窗孔半径re一般情况下由

（r－re）≈(0.8～1.4) ?2,所以取r－re=1?2=10㎜ 参考下表6-2

表6-2 一些车型膜片弹簧的分离爪数n、切槽宽?1、?2及半径re

车型 丰田 北京BJ751 上海SH771 雪佛兰

n 18 18 18 18 ?1（㎜） ?2（㎜） 9 11 11 10 r－re（㎜） 11 13 12.5 10 3.2 3.2 3.2 3.2 15

参考上表6-2 可取得n=18, ?1≈3㎜，?2≈10㎜, re=60

7 离合器压盘设计

7.1压盘的传力方式的选择

压盘是离合器的主动部分，在传递发动机转矩时，它和飞轮一起带动从动盘转动，所以它必须和飞轮连接在一起，但这种连接应允许压盘在离合器的分离过程中能自由的沿轴向移动。如前面所述采用采用传动片式的传力方式。由弹簧钢带制成的传动片一端铆在离合器盖上，另一端用螺钉固定在压盘上，为了改善传动片的受力情况，它一般都是沿圆周布置。

7.2压盘的几何尺寸的确定

由于摩擦片的的尺寸在前面已经确定，故压盘的内外径也可因此而确定。 压盘外径D=185㎜ 压盘内径d=122㎜ 压盘的厚度确定主要依据以下两点： （1）压盘应有足够的质量

在离合器的结合过程中，由于滑磨功的存在，每结合一次都要产生大量的热，而每次结合的时间又短（大约在3秒钟左右），因此热量根本来不及全部传到空气中去，这样必然导致摩擦副的温升。在频繁使用和困难条件下工作的离合器，这种温升更为严重。它不仅会引起摩擦片摩擦系数的下降，磨损加剧，严重时甚至会引起摩擦片和压盘的损坏。

由于用石棉材料制成的摩擦片导热性很差，在滑磨过程中产生的热主要由飞轮和压盘等零件吸收，为了使每次接合时的温升不致过高，故要求压盘有足够大的质量以吸收热量。

（2）压盘应具有较大的刚度

压盘应具有足够大的刚度，以保证在受热的情况下不致产生翘曲变形，而影响离合器的彻底分离和摩擦片的均匀压紧。

鉴于以上两个原因压盘一般都做得比较厚（载重汽车上一般不小于15㎜），但一般不小于10㎜

在该设计中，初步确定该离合器的压盘的厚度为15㎜

7.3压盘传动片的材料选择

压盘形状一般比较复杂，而且还需要耐磨，传热性好和具有较高的摩擦系数，故通常用灰铸铁铸造而成，其金相组织呈珠光体结构，硬度为HB170～227，其

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