离合器说明书1汇总(3)

沈阳理工大学应用技术学院离合器课程设计

拉式： 3.5?R1?rfR1?r1?9.0

由（4）和（5）得rf?38mm，r0?36mm。 7.3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3.2，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λ1，则压紧力F1与变形λ1之间的关系式为:

?Eh?1In?R/r?F1??61??2?R1?r1?2??????1R?r?R?r??2 ??????H???h? ??H??1??R1?r1??2R1?r1????（3.10）

式中： E——弹性模量，对于钢，E?2.1?105MPa

μ——泊松比，对于钢，μ=0.3

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

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图3.2 膜片弹簧的尺寸简图

代入（3.10）得

32F1?f??1??112?1?1712?1?7245?1 （3.11）

对（3.11）式求一次导数，可解出λ1=F1的凹凸点，求二次导数可得拐点。

凸点：?1?2.96mm时，F1?9351N 凹点：?1?7.19mm时，F1?5217N 拐点：?1?5.10mm时，F1?7277N

2、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λ2。由

F2?R1?r1?F1?0.33F1 r1?rf（3.12）

?2?列出表3.8:

r1?rfR1?r1 ?3?1 （3.13）

表3.9 膜片弹簧工作点的数据

?1 ?2

F1 F2

2.96 8.88 9351 3086

11

7.19 21.57 5217 1722

5.10 15.5 7277 2401

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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?1H???1M??1N?2。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

?1B??0.8~1.0??1H,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F1A应大于或等于新摩擦片时的压紧力F1B，见图.7.4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3.4）。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：

?t?（3.14）

Ex?????/2??y??e?x1??2

图3.3 膜片弹簧工作点位置

式中 φ——碟簧部分子午断面的转角（从自由状态算起）

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α——碟簧部分子有状态时的圆锥底角 e ——碟簧部分子午断面内中性点的半径

e=（R-r）/In(R/r) （3.15）

为了分析断面中断向应力的分布规律，将（3.14）式写成Y与X轴的关系式：

??1??2?e??t ??1??2?t? Y????t??? ?X?2EE????????????（3.16）

图3.4 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φ一定时，一定的切向应力αt在X-Y坐标系里呈线性分布。

???当?t?0时Y?(??)X，因为(??)的值很小，我们可以将(??)看成

222??tg(??)，由上式可写成Y?tg(??)X。此式表明，对于一定的零应力分布在中

22?性点O而与X轴承(??)角的直线上。从式（3.16）可以看出当X??e时无论取任

2?何值，都有Y??(??)e。显然，零应力直线为K点与O点的连线，在零应力直线

2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B处切向压应力最大，A处切向拉应力最大，分析表明，B点的切向应力最大，计算膜片弹簧的应力只需校核B处应力就可以了，将B点的坐标X=（e-r）和Y=h/2 代入（3.17）式有：

?tB??1????r2e?{e?r2??e?r?dh????????} 222??（3.17）

令

d?tBh?0可以求出切向压应力达极大值的转角?P???

2?e?r?d?13

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由于： e?R?r128?102??114.54mm

ln(Rr)ln(128/102)所以： ?P?0.245，?tB?-1586N/mm2

B点作为分离指根部的一点，在分离轴承推力F2作用下还受有弯曲应力：

?rB?6?r?rf?F2 （3.18） 2n?br?h式中 n——分离指数目 n=18 br——单个分离指的根部宽

2?r02???36br???12.56mm

1818因此： ?rB?467.3N/mm2

由于σ

rB

是与切向压应力σ

tB

垂直的拉应力，所以根据最大剪应力强度理论，B

点的当量应力为：

?Bj??rB??tB?467.3?1586??1119N/mm2

?Bj?[?Bj]?1700N/mm2

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。

8 扭转减震器设计

减震器极转矩 Tj?1.5Temax?272N·m 摩擦转矩 Tu?0.17Temax?30.82N·m 预紧转矩 Tn?0.15Temax?27.2N·m

极限转角 ?j?3~12° 扭转角刚度 k??13Tj?2357N·m/rad 8.1减振弹簧的安装位置

R0?(0.60~0.75)d2，

结合d?2R0?50mm，得R0取55mm，则

R0?0.6533。 d214

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