汽车膜片弹簧离合器设计

课程设计

汽车膜片弹簧离合器设计

班级：机械0812

姓名：周光贵

学号： 0806081328 指导老师：谭冠军

设计任务书

汽车离合器是发动机与变速箱之间的连接装置，起连接或断开动力的作用。离合器类型有多种，本课程设计要求设计膜片弹簧离合器，这种离合器是目前汽车上应用最多的一类离合器。要求通过学习掌握汽车膜片弹簧离合器的原理, 结构和设计知识，用所给的基本设计参数进行汽车膜片弹簧离合器设计，绘制主要的零部件图纸，写出内容详细的设计说明书。

一、基本设计参数

1. 发动机型号: DA462Q

2. 发动机最大扭矩: 51.5/3750 Nm/(r/min)

3. 传动系统传动比: 1挡: 3.428 主减速比: 5.142

4. 驱动轮类型与规格: 4.50-12-8PR

5. 汽车总质量: 1245kg

二、设计内容及步骤

1、离合器主要参数的确定

（1）根据基本设计参数确定离合器主要参数：①后备系数；②单位压力；③摩擦片内外径D 、d 和厚度b ；④摩擦因素f 、摩擦面数Z 等。

（2）摩擦片尺寸校核与材料选择。

2、扭转减震器的设计

（1）确定扭转减震器结构

（2）确定扭转减震器主要参数

（3）确定减震弹簧尺寸

3、从动盘总成设计

（1）从动片设计

（2）从动盘毂设计

（3）确定从动盘摩擦材料

4、离合器盖总成的设计

（1）选择压盘内外径、厚度及材料，并进行校核

（2）离合器盖设计

（3）支撑环设计

5、膜片弹簧的设计

（1）膜片弹簧基本参数选择

（2）膜片弹簧强度计算

三、设计成果要求

1、设计计算说明书

（1）设计计算说明书要包括：封面、课程设计任务书、目录、中英文摘要、正文、参考文献、课程设计的心得体会等。

（2）正文主要体现：进行各零部件的参数选择与计算时的理论依据、计算步骤及对计算结果合理性的阐述。

（3）课程设计说明书统一用A4纸打印或撰写，要求排版整洁合理，字迹工整，图文并貌。

2、设计图纸

（1）零件图纸包括: 磨擦片、从动片、从动盘毂、压盘、扭转减震器、膜片弹簧图

（2）离合器总成结构装配图：尺寸标注、公差标注、技术要求、明细栏等完整。

摘要...............................................................................................................1

Abstract . .........................................................................................................2

第1章绪论.................................................................................................3

1.1 离合器的组成 ...................................................................................3

1.2离合器的工作原理 .............................................................................4

第2章离合器主要参数的确定.....................................................................7

2.1 根据设计参数确定离合器主要参数 . ...................................................7

2.2 摩擦片尺寸校核与材料选择 ..............................................................8

第3章扭转减振器的设计.......................................................................... 10

3.1 确定扭转减震器结构 . ...................................................................... 10

3.2 确定扭转减振器的主要参数 ............................................................ 10

3.3 确定减震弹簧尺寸 .......................................................................... 12

第4章从动盘总成设计 ............................................................................. 15

4.1 从动片设计 . .................................................................................... 15

4.2 从动盘股设计 ................................................................................. 15

4.3 从动摩擦片设计 . ............................................................................. 17

第5章离合器盖总成设计.......................................................................... 19

5.1 压盘内外径、厚度、材料的选择及校核 . .......................................... 19

5.2 离合器盖设计 ................................................................................. 22

5.3 支撑环设计 . .................................................................................... 23

第6章膜片弹簧的设计 ............................................................................. 24

6.1 膜片弹簧基本参数选择 ................................................................... 24

6.2 工作点位置确定 . ............................................................................. 26

总结............................................................................................................. 29

参考文献...................................................................................................... 30

摘要

离合器是汽车传动系统的重要组成部分，主要功能是切断和传递发动机力矩的输入，同时保证汽车平稳起步与换挡平顺。本设计说明书详细介绍了膜片弹簧离合器主要参数选取，扭转减震器、从动盘总成、离合器盖总成和膜片弹簧的结构确定，尺寸计算和强度校核。最后附有CAD 零件和装配图。全书共六章，第一章概述了结构和工作原理，第二章重点介绍了离合器主要参数的选择，第三章到第六张分别介绍了扭转减震器，从动盘总成，离合器盖总成和膜片弹簧的设计。同时，这也是全书的重点，尤其是第六章，对膜片弹簧的设计计算和选材都做了详尽的阐述。在设计和编写此书过程中，参阅了很多资料，还希望读者将他们与此书配合使用。

关键词：汽车；设计；离合器；膜片弹簧；强度校核；扭转减振；从动盘；离合器盖

Abstract

Clutch is an important part of vehicle transmission system, whose main function is to cut off the torque coming from the engine, guarantee the automobile starts steadily and shifts smoothly. The design specification detailedly tells the choosing about diaphragm spring clutch ’s main parameters, the design of structure， size and strength checking calculation about torsional damper, driven disc assembly, clutch cover assembly and the diaphragm spring. The parts and Assembly drawings are attached .The book has six chapters in total, the first chapter is an overview of the structure and the principle of work about clutch, the second chapter mainly introduces the parameters ’ selection of clutch, chapter third to sixth are respectively introduced the torsion vibration damper, driven disc assembly, clutch cover assembly and the diaphragm spring’s design. At the same time, it is also the focus of the book, especially the sixth chapter, the diaphragm spring’s design and calculation are elaborated by it. In the course of designing the clutch and writing the introduction, a lot of information was referred to, and the readers are hoped to read them as well when reading the book.

Key words: Vehicle ； Design； Clutch； Diaphragm spring ； Strength checking ； Torsional vibration reduction；Driven plate；Clutch cover

第1章绪论

1.1 离合器的组成

如图1-1所示，离合器由主动部分、从动部分、压紧装置、分离机构和操纵机构五部分组成。

图1-1 离合器的基本组成和工作原理示意图

1-曲轴；2-从动轴；3-从动盘；4-飞轮；5-压盘；6-离合器盖；7-分离杠杆；8-弹簧；9-分离轴承；10、15-回位弹簧；11-分离叉；12-踏板；13-拉杆；14-拉杆调节叉；16-压紧弹簧；17-从动盘摩擦片；18-轴承

1. 主动部分：离合器、压盘

离合器盖6用螺钉固定于飞轮4上，压盘5沿圆周上的凸起伸入盖6的窗孔中，将分离轴承9可沿窗孔作轴向滑动。这样，曲轴旋转，便通过飞轮、离合器盖带动压盘一起转动，构成离合器的主动部分。

2. 从动部分：从动盘、从动轴

双面带摩擦衬片的从动盘通过滑动花键套在从动轴(变速器输入轴) 上。

3. 压紧装置：压紧弹簧

沿圆周均布的压紧弹簧16装在离合器盖和压盘之间，

把压盘和从动盘压向

飞轮。

4. 分离机构：分离杠杆、分离轴承、分离套筒、分离叉

分离杠杆7外端和中部分别铰接于压盘和离合器盖上。分离轴承9和分离套筒压装成一体，松套在从动轴的轴套上。分离叉11是中部有支点的杠杆。

5. 操纵机构：踏板、拉杆等。

1.2离合器的工作原理

1. 接合状态

离合器接合状态时，弹簧将压盘、飞轮及从动盘互相压紧。发动机的转矩经飞轮及压盘通过摩擦面的摩擦力矩传至从动盘，再经从动轴向传动系输出。离合器传递的扭矩与摩擦系数、弹簧压紧力、摩擦片的摩擦面数、摩擦片的平均摩擦半径等因素有关。并且离合器所能传递的最大扭矩mc 应适当的高于发动机的最大扭矩T emax ，其间的关系为：

T e =βT emax =ZRe μF

式中：Z —摩擦面数；P —弹簧压紧力；μ—摩擦系数；R e —摩擦片的平均摩擦半径；β—后备系数：

轿车及轻型货车： β=1.25～1.75

中型及重型货车： β=1.60～2.25

带拖挂的重型货车及牵引车： β=2.0～4.0

但后备系数也不宜过高，以便在紧急制动时，能通过滑转来防止传动系过载。

2. 分离过程

踏下踏板时，拉杆拉动分离叉外端向右(后) 移动，分离叉内端则通过分离轴承推动分离杠杆的内端向前移动，分离杠杆外端便拉动压盘向后移动，使其在进一步压缩压紧弹簧的同时，解除对从动盘的压力。于是离合器的主从动部分处于分离状态而中断动力的传递。

3. 接合过程

当需要恢复动力的传递时，缓慢地抬起离合器踏板，分离轴承减小对分离杠杆内端的压力，压盘便在压紧弹簧作用下逐渐压紧从动盘，并使所传递的扭

矩逐渐增大。当所能传递的扭矩小于汽车起步阻力时，汽车不动，从动盘不转，主、从动摩擦面间完全打滑；当所能传递的扭矩达到足以克服汽车开始起步的阻力时，从动盘开始旋转，汽车开始移动，但仍低于飞轮的转速，即摩擦面间仍存在着部分打滑的现象。再随着压力的不断增加和汽车的不断加速，主、从动部分的转速差逐渐减小，直到转速相等滑磨现象消失，离合器完全接合为止，接合过程即结束。

由上可知，汽车平稳起步是靠离合器逐渐接合过程中滑磨程度的变化来实现的。

接合后，在回位弹簧15的作用下，踏板回到最高位置，分离叉内端回至最右位置。分离轴承则在回位弹簧10的作用下离开分离杠杆，向右紧靠在分离叉上。

4. 以推式离合器为例具体分析：

图1-2 离合器接合状态

当离合器与发动机飞轮用螺栓紧固在一起时，离合器处于接合位置，此时，由于膜片弹簧力的作用，离合器压盘和飞轮将离合器从动盘压紧于飞轮和压盘之间，当离合器盖总成随飞轮转动时，就通过从动盘摩擦片上的摩擦转矩带动从动盘总成和驱动轴一起转动以传递发动机动力。

图1-3 离合器分离状态

当要分离离合器时，将离合器踏板踏下，通过操纵机构，使分离轴承前移推动分离指，膜片弹簧呈反锥形变形使其大端离开压盘，压盘在传动片的弹力作用下离开从动盘摩擦片，离合器处于分离位置，切断了发动机动力的传递。

第2章离合器主要参数的确定

2.1 根据设计参数确定离合器主要参数

1. 后备系数β

所设计的是小轿车离合器，行驶在城乡间，路况较好，故后备系数可取β=1.2。

2. 摩擦系数μ，摩擦面数Z

选用石棉基摩擦材料，查表2-1，可取μ=0.3，Z=2 摩擦片外径D ，内径d 及厚度b 等

≈104.7mm =100

其中，发动机最大转矩T emax =51.5N.M，系数K=47

查表2-2，再综合表2-3，取D=180mm，d=125mm，b=3.5mm，A=132cm2 3. 单位压力P

查表2-1，取P=0.25MPa

表2-1 常用摩擦材料的摩擦系数、许用应力和许用温度

表2-2 离合器摩擦片尺寸系列和参数

表2-3 从动盘股花键尺寸系列

2.2 摩擦片尺寸校核与材料选择

摩擦材料选择：选用石棉基摩擦材料摩擦片尺寸校核：

βT emax =ZRe μPA （2-2）

其中：β为后备系数；T e max 为发动机最大转矩，单位N M ；Z 为摩擦盘

R e 为摩擦盘上摩擦力等效作用半径；工作面数；P 为单位压力：μ为摩擦系数；

A 为摩擦片单面面积，其值能不超过0.25MPa 。

2R 03-R i 3

（2-3）取R e =22

3R 0-R i

其中，R 0、R i 分别为摩擦片内外径，单位m

于是：

20.093-0.06253

1.2⨯51.5=2⨯⨯⨯0.3P 22

30.09-0.0625

∴P ≈0.101（MPa ）

取R e =

于是：

(R 0+R i ）（2-4）2

1.2⨯51.5=2

⨯（0.09+0.0625）⨯0.3⨯0.0132P 2

∴P ≈0.104（MPa ）

显然：所选离合器尺寸、参数合适

第3章扭转减振器的设计

3.1 确定扭转减震器结构

综合考虑，最终选用弹簧摩擦式扭转减振器。其结构如3-1：

图3-1 扭转减振器结构

3.2 确定扭转减振器的主要参数

1. 极限转矩T j

因为用于乘用车，系数一般可取2

T j =2T e max

（3-1）

=2⨯51.5N M =103N M

2. 扭转刚度K ϕ

K ϕ≤13T j

故可取K ϕ=8T j

（3-2）

=8⨯10N 3M =82N 4M

3. 阻尼摩擦转矩T μ

T μ=(0.060.17) T e max

故可取T μ=0.12T e max

（3-3）

6. N 1M 8

=0. 12⨯51. N 5M =

4. 预紧转矩Tn

T n =(0.050.15) T e max

故可取T n =0.1T e max

（3-4）

=5.15NM

（注意：T n ≤T μ）

5. 减振弹簧位置半径R 0

R 0=(0.600.75)

其中，d 为摩擦片内径 2

（3-5）

125

mm=43.75mm 2

故可取R 0=0.7⨯

=0.7⨯

6. 减振弹簧个数Z j

查表3-1，取Z j =4 表3-1 减振弹簧个数的选取

7. 减震器弹簧总压力F ∑

F ∑=

T j

R 0 103=N ≈2354.3N 0.04375

（3-6）

3.3 确定减震弹簧尺寸

1. 单个减振弹簧的工作负荷F

F =F ∑/Z j

（3-7）

=588.6N

2. 减振弹簧尺寸

图3-2 减振弹簧计算简图 a. 弹簧中径D c

D c =1115mm

故可取D c =12mm

b. 弹簧钢丝直径d

d =

(3-8)

其中[τ]=580MPa

∴d ≈3.14mm

c. 减振弹簧刚度K

K =

K ϕ1000R 0Z j

(3-9)

) 0. 204⨯3N 75m m 4

=824/(10⨯00

≈107. N 6m /m d. 减振弹簧有效圈数i

Ed 4

i =3(3-10) 8D c K

8.3⨯104⨯3.34=≈5.4 3

8⨯12⨯107.6

其中，减振弹簧的弹性模量E =8.3⨯10MPa

e. 减振弹簧总圈数n

n =i +(1.52)

故可取n =i +1.6 (3-11)

f. 减振弹簧最小长度l min

l min =n (d +δ) ≈1.1dn

(3-12)

=1.1⨯3.14⨯7mm ≈24.2mm

g. 减振弹簧总变形量∆l

∆l =F /K (3-13) m 7. m ≈6 =588. 6/10

h. 减振弹簧自由高度l 0

m 5. m 4

l 0=l min +∆l (3-14)

=24. m 2m +

i. 减振弹簧预变形量∆l '

5. 4m 7m = m 29. m 67

∆l ' =

T n

KZ j R 0

(3-15)

5. 15

m m ≈0. 27m m

139⨯⨯40. 04375

j. 减振弹簧安装工作高度l

l =l 0-∆l ' (3-16)

=29. 6m 7m -

0. m 27m = m 2m 9. 4

k. 从动盘钢片相对从动盘股的最大转角ϕj

∆l ''

ϕj =2arcsin (3-17)

2R 0

5.47-0.27=≈6.8︒

2⨯38.5

l. 限位销与从动盘股缺口侧边的间隙λ

λ≈R 2sin ϕj (3-18)

其中，R 2=33mm

∴λ≈3.9mm

m. 限位销直径d

d ' =9.512mm

故可取d =10mm

第4章从动盘总成设计

4.1 从动片设计

1. 结构采用整体式从动盘钢片结构 2. 材料高碳钢板 3. 相关尺寸如图4-1

图4-1 从动片结构

4. 加工工艺

用高碳钢板冲压成型，然后进行热处理，以保证结构形状的热稳定性，

防止翘曲变形以及摩擦面片压力不均。

4.2 从动盘股设计

1. 相关尺寸结构如图4-2

图4-2 从动盘毂结构 2. 花键形状尺寸的确定

表4-1（同表2-3）从动盘股花键尺寸系列

查表4-1，选取：

花键齿数n =10 花键外径D =26mm 花间内径d =21mm 齿厚b =3mm 有效齿长l =20mm 挤压应力σ=11.8MPa 3. 挤压强度校核

' '

σj ϕ=

(4-1) nhl

花键齿侧面压力：F =

2βT e max

(4-2)

(D ' +d ' ) Z 2⨯1. ⨯251. 5

N ≈2629. N 8

(26+2⨯1) 1

其中，从动盘股数目Z =1。

花键齿工作高度：h =(D ' -d ' ) /2 (4-3)

=0.0025m

∴ σj ϕ=2629.8MPa =5.24MPa

∴ 所选花键的结构尺寸满足要求

4.3 从动摩擦片设计

相关尺寸确定见第二章，工作图如图4-3

图4-3 从动摩擦片结构

摩擦片工作条件比较恶劣，为了能保证长期稳定的工作，根据汽车的使用条件，摩擦片的性能应满足以下几方面的要求：

1. 摩擦系数比较稳定，不受工作温度、滑磨速度、单位压力变化的影响；

2. 足够的耐磨性，尤其是在高温时应耐磨；

3. 足够的机械强度，尤其是在高温时的机械强度应较好；

4. 热稳定性好，要求在高温时分离出的粘合剂较少，无味、不易烧焦；

5. 磨合性能好，不致刮伤飞轮和压盘等零件表面；

6. 油水对摩擦性能的影响最小；

7. 接合时应平顺而无“咬住”或“抖动”现象。

摩擦片和从动片之间的紧固办法：

1. 铆接法

铆接时一般都采用较软的金属铆钉。铆接法的优点是连接可靠，而且摩擦片磨损后更换相当方便。

2. 粘接法

与铆接法相比，粘接法的优点是没有铆钉孔，可以增加摩擦片的有效面积，而且摩擦片厚度的利用也比较好，同时还具有较高的抵抗离心力和切向力的能力。其缺点是无法在从片上安装波形弹簧片，而且修理时换装摩擦片比较麻烦。

石棉摩擦片以上两种方法都可以用，而粉末冶金摩擦片只能用粘接法连接。

第5章离合器盖总成设计

5.1 压盘内外径、厚度、材料的选择及校核

图5-1 压盘结构

1. 内外径选择

由于压盘与摩擦片配合工作，故内外径可取与摩擦片内外径相等：

D =180mm ， d =125mm

2. 材料选择

选用灰铸铁铸成，可添加少量合金元素（如镍，铁锰合金等），以增强耐磨、耐热和摩擦性能。

3. 厚度确定

∆t =rl (5-1) cm y

m a r 2

当量转动惯量：J a =22(5-2) i 0i k

1245⨯0.26672

kg m 2≈0.285kg m 2 =225.142⨯

3.428

滑磨功：L =0.5J a ω02 (5-3)

=0. 5⨯0. 2⨯85

其中，开始滑磨时发动机转速：ω0=πn 0/30

3J 9≈2. 5J 5 (5-4) =3.14⨯3750/30rad /s =392.5rad /s 压盘比热容： c =544.28J /(kg K )

滑磨功所占比例： r =0.5

压盘总质量： m y =ρV (5-5)

=7.0⨯103⨯132⨯10-6h =0.924h

∴ ∆t =0.5⨯55.9/(554.28⨯0.924h ) ≤8

从而：h ≥6.82mm 又 h 一般不小于10mm

∴取h =10mm

4. 传力结构设计及校核

图5-2 传力片计算简图

选用传力片方式传力。共设3组传力片(i =3) ，每组3片(n =3) ，传力片几何尺寸：

宽b =25mm 厚h =1mm 两孔间距离l =40mm

螺钉孔直径d =10mm

传力片切向布置，圆周半径R =103mm ，

传力片材料的弹性模量E =2.0⨯10MPa ，

通过结构参数分析计算可知f max =

3.25mm

计算传力片有效长度l 1：

l 1=40mm -1.5⨯10mm =25mm

计算传力片弯曲总刚度K ∑：

K ∑=12⨯2⨯105⨯131⨯25⨯13⨯3⨯3⨯MN /mm =0.288MN /m 12251000

： 1) 正向驱动应力的计算（发动机→车轮）

σmax =

3f max Eh 6T e max f max T e max (5-6) -+l 12inRbh 2inRbh

3⨯3.25⨯2⨯105⨯16⨯51.5⨯3.25⨯100051.5⨯1000=-+MPa 22253⨯3⨯103⨯25⨯13⨯3⨯103⨯25⨯1

≈631.5MPa

： 2) 反响驱动应力计算（车轮→发动机）

σmax =

3f max Eh 6T e max f max T e max (5-7) +-22l 1inRbh inRbh

3⨯3.25⨯2⨯105⨯16⨯51.5⨯3.25⨯100051.5⨯1000=+-MPa 22253⨯3⨯103⨯25⨯13⨯3⨯103⨯25⨯1

≈924.8MPa

鉴于上述传力片的应力状况，应选用80号钢。

3) 最小弹性恢复力计算：

传力片的最小分离力（弹性恢复力）F min 发生在新装离合器的时候，从动盘尚未磨损，离合器在结合状态下的弹性弯曲变形量此时最小，根据设计图纸确定f min =1.28mm 。

F min =12EJ x nif min /l 1 (5-8)

=K ∑f min 3

=0.288⨯106⨯1.28/1000N

225N

其中：J x 为每一传力片的截面惯性矩

经以上校核计算可以认为所设计传力片满足要求，各尺寸参数是可行的。

5.2 离合器盖设计

离合器盖与飞轮固定在一起，通过它传递发动机的部分扭矩，此外他还是离合器压紧弹簧和分离机构的支撑体，对刚度、散热和对中都有较高的要求。通常用3不大，故选5mm 低碳钢板冲压成型。由于发动机转矩（51.5N M ）

用3mm 厚的08号钢板冲压成型，并开设通风窗口，采用定位销对中。主要结构尺寸如图5-3：

图5-3 离合器盖

在设计时应特别注意一下几个问题:

(1) 刚度问题

离合器分离杆支承在离合器盖上，如果盖的刚度不够，则离合器分时，可能会使盖产生较大的变形，这样就会降低离合器操纵部分的传递效

率，严重时还可能导致分离不彻底，引起摩擦片早期磨损，还会造成

变速器换挡困难。

（2）通风散热问题

为加强离合器的散热，离合器盖上必须开许多通风窗口

（3）对中问题

离合器盖内有压盘、分离杆、压紧弹簧等零件，因此它相对飞轮轴线

须要有良好的对中，否则会破坏离合器的平衡，严重影响离合器的正常工作。对中方式常用的有止口对中和定位销或者定位螺栓对中两种方式。

5.3 支撑环设计

支撑环，起支点作用，除了便于离合器盖与膜片弹簧的联接，同时还可以有效的配合膜片弹簧将离合器分离机构传来的力进行放大，成功完成离合器的分离。相关结构尺寸如图5-4：

图5-4 支撑环

支撑环通常用钢丝卷制而成。如上图所示，采用φ2mm 卷成，支撑环力作用半径（中径）为φ60mm 。在安装时，通常成对使用，用铆钉对称的安装在膜片弹簧两侧，其中一个夹在膜片弹簧与离合器盖之间，另一个则在铆钉和膜片弹簧之间。

第6章膜片弹簧的设计

6.1 膜片弹簧基本参数选择

图6-1 膜片弹簧尺寸符号示意图

1. 比值H /h 与h 的选择

H /h =1.52 h =24mm

故可取H /h =1.8 (6-1)

可取h =2.5mm ∴H =4.5mm

2. 比值R/r和R 的确定

R /r =1.21.3

故可取R /r =1.28 (6-2)

取R =88mm ∴r =68.75mm

3. 膜片弹簧起始圆锥底角α α=arctan

H (6-3) R -r

≈13.16︒

4. 膜片弹簧小半径r f 及分离轴承作用半径r

取r f =15mm r p =18mm

5. 分离指n 、切槽宽δ1、窗孔槽宽δ2及窗孔内半径r c

n >12 δ1约为4mm δ2=(2.54.5) δ1 r -r c ≈(0.81.4) δ2

故可取n =18 δ1=3.5mm

δ2=3δ1 (6-4)

=10.5mm

取r -r c =1.2δ2 (6-5)

∴r c =56.15mm

6. 支撑环作用半径r 1和膜片弹簧与压盘的接触半径R L

取r 1=70mm R L =86mm

工作点位置确定及相关校核

1. 计算F 的值，并作出F —λ曲线

πEh λr F =6(1-μ2) (R L -r 1) 2ln ⎡λ1R -r R -r 2⎤(H -λ)(H -) +h ⎢⎥ R L -r 12R L -r 1⎣⎦

(6-6)

表6-1 F 与λ值对应表

图6-2 F —λ曲线

6.2 工作点位置确定

B 点

λb =(0.70.85) H =(0.70.85) ⨯4.5mm =3.153.825mm 故根据F —λ曲线可取λb =3.75mm ，对应的F b =11695.31N 校核后备系数β： β=F b μR c Z c (6-7) T e max

≈1.23

从而：将初选的后备系数由1.2调整为1.23

A 点

A 点对应的力必须满足F a >F b

故据F —λ曲线取λa =1.75mm ，则

∆S 0=λb -λa

Z c

(6-8)

=3.75-1.75mm =1mm 2

C 点

∆S =0.751.0mm ，故可取∆S =0.8mm ，则：

λf =Z c ∆S (6-9)

=2⨯0. m 8m =1. m 6m

从而膜片弹簧总变形量：

λ=λb +λf (6-10)

=5.35mm

2. 分离轴承载荷计算

πEh λr F =6(1-μ2) (R L -r 1)(r 1-r p ) ln ⎡λ1R -r R -r 2⎤(H -λ)(H -) +h ⎢⎥R -r 2R -r ⎣L 1L 1⎦

(6-11)

3.14⨯2.0⨯105⨯2.5⨯5.35⨯ln1.28=⨯26⨯(1-0.3) ⨯（86-70）⨯（70-18)

⎡⎛88-68.75⎫⎛5.3588-68.5⎫2⎤ 4.5-5.35⨯4.5-⨯+2.5⎪⎪⎢ ⎥86-70⎭⎝286-70⎭⎣⎝⎦

∴F ≈540.58N

3. 强度校核 σ=3r -r p F +πr βh 2⎡⎛⎤ ⎫⎪⎛H E ⎢ R -r 1λ⎫λh λ⎥-1⎪ -+⎢ ⎥⎪1-μ2⎢ r ln R ⎪⎝R -r 2R L -r 1⎭R L -r 12r R L -r 1⎥

⎢⎥r ⎭⎣⎝⎦

(6-12)

368.75-18540.582.0⨯105

=⨯⨯+⨯223.1468.751.23⨯2.51-0.3

⎡⎛88-68.754.515.35⎫5.352.55.35⎤⎫⎛-1-⨯⨯+⨯⎢ 68.75⨯ln1.28⎪88-68.75286-70⎪86-702⨯68.7586-70⎥⎭⎝⎭⎣⎝⎦

∴σ=1450MPa

∴ 所设计的膜片弹簧尺寸参数合适

具体结构尺寸如图6-3：

图6-3 膜片弹簧

总结

在准备阶段，从接到任务书开始，我就着手各方面准备：到图书馆和网上查阅相关资料，并寻求指导老师指导，彻底弄清膜片弹簧离合器结构和工作原理之后，才进行相关设计计算。

在计算过程中，先理清计算步骤，初步选择相关参数，然后利用Excel 软件的计算功能计算出多组数据，比较之下最终确定所有参数和各主要尺寸。在制图阶段，对于简单零件直接用Auto CAD 直接绘制，比如支撑环等；而结构较为复杂的摩擦片等则先用PRO/E画出立体图，再生成工程图，最后再将其转化成CAD 图，这样能有效避免错误并提高效率。

在报告编写时，认真查阅了报个的格式，运用MathType 软件认真键入每一个公式，并用Word 软件对报告格式，字体，字号等做了严谨的编辑，最终取得极佳的效果。

总之，虽然时间只有两周，但从头到尾我不仅学到了很多新知识，而且对以往所学也有极大的加强和巩固，尤其是相关软件的运用。同时，也加强了自己的吃苦、创新精神。

参考文献

[1]徐石安，江发潮. 汽车离合器[M].北京. 清华大学出版社,2005,2.

[2]刘惟信. 汽车设计[M]. 北京. 清华大学出版社,2001,7.

[3]王丰元, 马明星. 汽车设计-课程设计指导书[M]. 北京. 中国电力出版社,2009,3.

[4]徐石安，肖德柄，刘惟信. 离合器[M].北京. 人民交通出版社，1981,7.

[5]陈家瑞. 汽车构造（下册）[M].北京. 机械工业出版社，2009,6

[6]徐少军，云中. 工程制图[M].长沙. 中南大学出版社，2007,9

[7]王望舒. 汽车设计[M].北京. 机械工业出版社