【《离合器膜片弹簧的设计计算案例》2500字】

离合器膜片弹簧的设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u8034离合器膜片弹簧的设计计算案例 139441.1膜片弹簧基本参数的选择 131101.2膜片弹簧的弹性特征 324751.3膜片弹簧的强度计算 6264491.4膜片弹簧材料及制造工艺 8305711.5膜片弹簧参数的校核 81.1膜片弹簧基本参数的选择1）比值和的选择下图4-1为膜片弹簧的弹性特性曲线。按照前人设计总结的经验来看，比值对于膜片弹簧来说是至关重要的，它的数值会反映膜片弹簧的一个重要性质，也就是弹性特性。在不同的曲线取值区间内，膜片弹簧的弹性特性都是不同的，载荷变化，膜片弹簧的变形程度也会随之而改变。那么通过对曲线分析我们可以知道，这个比值的数值在1.5~2.0这个区间进行选取是比较科学合理的，板厚一般设计为2~4mm的厚度。图4-1不同H/h值下弹簧特性曲线本次设计选择比值为1.8，板厚为3.5mm。R/r比值和R、r的选择我们都知道，无论是离合器设计的哪一个参数，都会影响到相应的性能或是尺寸。对于R/r比值也不可例外。这个比值它与离合器膜片弹簧的材料利用率有着千丝万缕的联系。这个比值越大就代表着材料利用率越发地低，所以它的数值一般都取得比较小，在1.20~1.35之间。本次设计选择比值R/r=1.3，R=123.5，r=95Rc==90mmα的选择α为膜片弹簧的蝶形弹簧部分的圆锥底角，且是自由状态下的参数。它与H（内截锥高度）关系十分密切，可用如下公式表示，α=tan它的取值需要遵循的规律为在9°~15°内。

本次设计取α=13°。分离指数目n的选取

膜片弹簧除了碟簧部分就是分离指部分，所以对于分离指数量多少的选择也是极为重要的。分离指数目n常取为18，对于外形较大的情境来说可取24，外形过于小的情境可取12。本次设计按常规经验择n=18。5）膜片弹簧小端内半径r0及分离轴承作用半径rf的确定

对于r0的取值来说，离合器的整体设计结构以及其他零部件的尺寸确定了它的取值，r0min应大于变速器第一轴花键的外径。本次设计选取rf为35mm，r6）切槽宽度δ1、δ2及半径δ1=3.2~3.5mm，δ2=9~10mm，对于re本次设计选取δ1=3.3mm，δ2=9.5mm，r7）压盘加载点半径R1和支承环加载点半径r1的确定

根据过往的经验来看，不同R1和r1的取值选择，相应的抵抗弹性变形的能力也就会不同。通常r1近似约大于r本次设计选择R1为121mm，r表4-1膜片弹簧基本参数参数取值HhRRrαnrrδδRr1.83.51.3123.59513°1832353.39.5121971.2膜片弹簧的弹性特征下图4-2为膜片弹簧弹性特性曲线。图4-2膜片弹簧弹性特性曲线离合器的膜片弹簧在工作时会有一定的变形，一般来说，为了保证离合器能正常工作，这个变形量不会很大。查阅相关资料得知，膜片弹簧的大端变形量可依据下式（4-3）进行计算：λ1=0.65×6.3=4.10至于膜片弹簧所受的压紧力F∑，前人已经做过数次实验并得出特性曲线，根据曲线图可知，本次设计中的F∑=查阅大量书籍及文献可知，需要采用后备系数β进行系数校核：β=F根据前文所作设计选择的参数得β===1.522将膜片弹簧与支承环和压盘相接合的点设为S点，弹簧工作时在这一支承点上产生的轴向变形设为λ1；同理，将分离轴承的小端工作接触点设为S’点，此工作点的轴向变形为λ2λ2=r1将S’处分离轴承对与分离指端所加载荷设为F2F2=fλ2(4-6)根据上式可以得出离合器在完全分离时：F2=fλ=1562N将分离轴承的行程设为λ2λ2==10.33mmβ1β2λ2‘’=故λ21.3膜片弹簧的强度计算图4-3为膜片弹簧变形曲线。图4-3不同压力下的变形程度在中性点O处，只有在沿着圆周方向上，子午截面在O点的切向应变是为0的，同时应力也为0的。由此可知，在此膜片弹簧上所有的位置（不包括O点），切向应力都是存在的，同时切向应变也都存在。为便于实际设计的计算，在子午断面建立平面坐标系，那么断面上的任何一处切向应力σt（MPaσt=E1−e=R−rlnR由式（3-3）可知，当σty=α−φ2因为α−φ2很小，且α−φ2≈tanα−φ2，则式（3-4）显示：当φ值为一定值，过O点同时与x轴成σtB=E（4-15）=1570.31MPa通过以上计算可以得出，在B点会最先出现裂纹，但这并不会对承载能力又一个很明显的影响，碟簧仍然可以正常工作；在这之后，A’点出于拉应力的作用，会产生裂纹，该裂纹有发展性，且会一直发展导致碟簧受损。所以在实际设计中，一般要求B的当量应力在1500MPa到1700Mpa范围内。1.4膜片弹簧材料及制造工艺国内的膜片弹簧在当前主要采用两种材料：60Si2MnA，50CrVA，两种材料精度高，都是优质钢板。选用优质材料后还要进行热处理，强压处理，喷丸处理等处理工作来提高膜片弹簧的硬度，表面质量等要求。要求膜片弹簧表面不能有毛刺、锈蚀等缺陷。下表4-2为膜片弹簧其他要求。表4-2膜片弹簧硬度及制作基本要求初始底锥角公差厚度公差膜片弹簧内半径公差膜片弹簧外半径公差分离指端硬度碟簧硬度±10’±0.025mmH11H1155~62HRC45~50HRC1.5膜片弹簧参数的校核1）1.6≤Hh≤2.2，本次设计Hh9°≤α≈HR−r≤15°2）1.20≤Rr≤1.35，本次设计Rr=1.3，符合要求；

70≤2Rh≤100，本次设计2Rh=70.57，符合要求；

3）对于拉式结构有D+d4≤r1≤D4）1≤R−R1≤70≤r1−r≤60≤rf−5）对于拉式结构的杠杆比有3.5≤R1−下图4-4，4-5为膜片弹簧三维模型。图4