一汽丰田花冠轿车离合器设计

1、大学本科毕业设计一汽丰田花冠轿车离合器设计摘要：离合器在汽车传动系统中起着重要的作用，它安装在汽车变速器与发动机之间，是用来切断或者传递发动机输出来的动力。离合器的功能有：汽车在起步是能够保持稳定，切断传动系统的动力，在车辆行使过程中，配合变数箱，避免出现动力过载。本文是基于一汽本田花冠轿车来设计的。首先通过查阅相关资料对磨片弹簧离合器的一些性能进行了解，发现其具备了易于维护、规模化生产、性能稳定、扭矩大、易于操作等诸多的优点。所以，近年来它广泛地应用在轿车和轻型汽车上。同时，确保其各项指标参数的选择可以更加的合理，以及在之后工作中的机构设计和校核时，都需要我们根据车辆的使用条件及参数，严格遵

2、循离合器的设计步骤，与此同时还要结合拉式膜片弹簧离合器的工作原理和使用要求。只有这样才能保证此次设计的严谨性。关键词：离合器；摩擦片；扭转减震器；膜片弹簧；压盘总成Design of FAW TOYOTA corolla diaphragm spring clutchAbstract:The clutch is an important component of the vehicle power train. Installed between the engine and the transmission, and is used to pass or cut off the power

3、of the engine output. Its purpose: making the car a smooth start; interruption to the power transmission system, with the shift; prevent driveline overload.This article is based on the FAW TOYOTA corolla car. Access to relevant information learned first diaphragm spring clutch with torque capacity,

4、stable, lightweight and easy to operate, good balance, easy maintenance and can be mass-produced, so some years it is widely used in cars and light-duty vehicles . Working principle and application requirements, combined with the pull-type diaphragm spring clutch systematic design method, Finally, a

5、ccording to the conditions of use of the vehicle and its configuration parameters, the general steps in accordance with the clutch requirements clutch parameter selection, calculation, checking and institutional design.Key words:clutch friction plate; reversing the shock absorbers; pressure plate; d

6、iaphragm spring1 绪论1.1 设计背景及意义汽车行业在不断满足人们日益增长的生活需要的同时，也被人们不断改变的生活需求所推动。随着现代日常生活质量的提高，科技成果日新月异，汽车作为当前人们出行的主要交通工具，人们对其要求也在逐步的提高，当然，伴随着时代的不断发展，汽车工业也一直在发展创新中奋勇前进。汽车在日常生活和工作中起着重要作用，同时也促进了汽车工业的进化，这其中就包括汽车的重要部件离合器。在日常生活中我们可以清晰感受到科技带给我们的改变，而离合器在这种科技不断渗透到各个领域的过程中，也逐步形成了新的发展趋势，特别是计算机、电子等现代化技术在汽车上得到广泛应用，对离合器新的

7、要求是：提高其使用寿命，降低其开发成本，同时保证可靠性，适应高速发动机的转速并简化其操纵过程，提高其整体的性价比。1.2 离合器的发展趋势在汽车这个行业中，对汽车的配套要求十分严格。从上世纪末开始，我国只是单纯的从国外引进先进离合器，受限于技术、人才和资金，缺乏独立研发能力，始终无法形成配套产品。相较于国外我们的差距是明显的，不仅体现在覆盖面狭窄上，而且在深度的突破上也存在明显不足。近来，拉式膜片弹簧离合器正逐步取代传统推式磨片弹簧离合器，这是人们对汽车离合器越来越高要求的体现，繁琐的人工操作正向简易的全自动操作发展。所以，离合器新的发展趋势是转向对高性能的追求。汽车的综合性能逐步完善，主要是

8、基于零部件加工工艺的提高，电子技术的运用、发动机性能的提升，特别是计算机应用技术在各方面的不断突破，汽车设计已经不在是依靠人工来完成，通过电子计算机技术能够实现对汽车的各项数据进行计算和测量，建立模型验证等等，因此离合器的发展也必定离不开计算机技术。1.3 离合器的作用汽车起步是需要克服行驶阻力才能完成的，离合器的作用就是将传动系与发动机有序的结合起来，从而实现传动系的动力稳定逐步地升高，以达到使汽车平稳起步的作用。除此之外，离合器还可以切断传动系与发动机，从而实现空档，但是这个阶段发动机与齿轮之间并没有脱离，主齿轮还是会随着发动一起转动，特别是在寒冷的季节，拖转它的阻力会很大，在这时发动机的

9、启动是非常困难的，此时离合器就能很好的发挥它的作用，使发动机和传动系的联系暂时切断，来满足寒冷时发动机顺利启动的要求。在汽车行驶过程中，变速器内的齿轮副根据路况、车速变换档位来进入啮合或者脱开啮合。特别是在脱档时我们遇到齿轮脱档困难，这是因为原来齿轮啮合的齿面压力的存在，为了实现顺利脱开啮合而脱挡的目的，我们需要借助离合器来暂时分离传动系统。通过驾驶员的经验进行判断和控制，啮合的齿轮副圆周速度达成一致，是非常麻烦的，且由于其速度也存在一定的差异，为了减小与离合器主动齿轮联结的质量，此时我们又需要借助离合器来暂时分离传动系统，避免出现有可能将会造成挂档冲击甚至挂不上档的情况，最终达到可以减少挂挡

10、冲击以方便换档的目的。当然，如果在行使过程中遇到了特殊情况，汽车需要立即制动，传动系统由于惯性的缘故会存在一定量的传动力，进而可能会造成相关零件的损坏，然而由于离合器所能传递的最大扭矩是有限度的，也正因如此，离合器的作用就体现出来了，其可以有效的避免传动系统受到惯性作用而对其内部零部件造成损害。2 离合器的类型与结构2.1 离合器分类当前，应用在现代汽车上的摩擦力离合器，大都是采用的以弹簧提供压紧力形式的离合器。按照其功能、结构等等可以对离合器进行分类，比如按照压紧力的提供形式可以将离合器氛围三种，分别是液力耦合器、电磁离合器以及摩擦离合器。同样，摩擦离合器的分类标准也是有不少的，单盘离合器、

11、双盘离合器和多盘离合器是按照从动盘的数目来分的。不是靠干摩擦来提供摩擦力矩的多盘离合器，本次设计不做选择，因此本设计采用单盘离合器。根据弹簧样式能够将其具体划分成两类，一种是螺旋形式，一种是膜片形式。可是针对膜片弹簧离合器来讲，为了有效区别对拉式以及推式相关的离合器，我们的方法是判断离合器分离时分离指内端的作用力的方向。其中，当离合器分离时，若分离指内端受力背向压盘，则为拉式；反之，则为推式。2.2 离合器的结构及工作原理借助磁力传动来传递转矩，或是凭借液体作为传动介质，或者是依靠接触面间的摩擦作用，对于离合器的主动模块以及从动模块来讲，不仅满足逐步接合的需要，同时满足暂时分离的需要，并且在传

12、动过程中，主动部分和从动部还可以相互转动。用弹簧压紧方式的摩擦离合器是目前在汽车上广泛使用的，称之为摩擦离合器。燃料燃烧所带来的动力，通过飞轮和压盘与摩擦片之间的接触面产生摩擦，进而传递给动力系统。当驾驶员踩下离合器踏板时，凭借杠杆作用对力的传递，压盘在膜片弹簧大端的作用下向后移动，此时起到了脱开动力的作用是因为主动部分与从动部分分离了。与此同时，摩擦离合器还应满足许多要求：彻底分离、柔顺结合,能够保证传递最大转矩，同时齿轮间的冲击小，散热性能良好，操作方便，工作稳定等。图2.1 摩擦离合器的分类方法2.3 膜片弹簧离合器的优点这类离合器的稳定性强，同时结构相对简单，便于后续的维护和修理，而湿

13、式大多是多盘离合器，结构复杂，因此在对一汽丰田花冠轿车离合器的设计中我计划设计的是单片干式膜片弹簧离合器。膜片弹簧离合器具备下述关键的优势：(1)在摩擦片允许的磨损范围内弹簧压力由于弹簧膜片具有比较理想的非线性弹性特性而基本保持不变，因此，在离合器工作过程中，所传递的动力能够保持大致不变；(2)质量小、结构简单紧凑，膜片弹簧起到了分离杠杆和压紧弹簧的两个作用；(3)为了均衡压力情况，借助圆周以及压盘进行有效接触的方式，保证摩擦片之间的正常接触，进而磨损均匀一致，而且通风散热性能得到加强，使用寿命变长；(4)为了保证当发动机高速旋转时，离合器的性能的稳定，弹簧压紧力降低的幅度比较小；(5)为了满

14、足平衡性较好的要求，膜片弹簧中心线与膜片弹簧中心重合。综上所述我们不难看出膜片弹簧离合器具有很多优点，随着各种新技术的出现，工艺技术的提升，会大大提高膜片弹簧离合器在各种工况下使用的可能性。3 膜片弹簧离合器设计计算及说明3.1 所设计离合器车型的参数本次设计的的对象是一汽丰田花冠手动舒适版2013款1.6L手动豪华版，其主要基本参数见表3.1。表3.1车型丰田花冠整车质量1150Kg轮胎型号195/60 R15发动机最大功率88Kw发动机最大扭矩152N.m发送机最大扭矩转速5200r/min3.2 后备系数离合器的重要参数之一就是后备系数，其能够反映出离合器可以传递最大扭矩值的稳定性，其计

15、算公式为：离合器摩擦力矩：发动机最大转矩。为了确保磨损后的离合器在传递发动机最大转矩时还能保持稳定性，避免出现过载现象同时兼顾操作轻便等目的，要选择合适的后备系数；操值不宜选的太小，若是太小，不能够传递大的转矩，也会因为滑磨导致磨损加快，使用寿命降低。值又不宜选得太大，若是太大，离合器尺寸过大，传动系过载，起不到保护传动系机件的作用，并且会增大驾驶人员操作踏板的力量，对应的增强了劳动的强度。因此，结合不同车型和实际情况，对照各类汽车离合器的取值范围，基于本次设计，选取=1.50。3.3 摩擦片的设计3.3.1 摩擦片的尺寸确定摩擦片的外径也是离合器的重要尺寸之一，同时，摩擦片外径与离合器所需传

16、递的转矩大小存在一定的关系。依照发送机转矩Teamx情况，根据下述算式选择相关摩擦片外径D,见表3.3。式中，直径系数为KD，查阅资料得其取值范围。取KD=14.6，Te max为152Nm得D=180.01所选的尺寸D应符合有关标准(JB1457-74)的规定。通过查阅离合器相关摩擦片的大小以及相关变量信息可以看出其摩擦片几项指标：3.3.2 摩擦因数f、摩擦面数z和离合器间隙t的参数选取考虑到摩擦片使用材质的差异，对应的工作温度、滑磨速率等的作用，需要选择合适的摩擦片因数f，目前制造摩擦片的材料有很多种，一般常用的有石棉基材料、金属陶瓷材料等等。结合离合器需要的传递转矩的大小及其结构尺寸我

17、们来确定摩擦面数Z2，它为离合器从动盘数目的两倍。对于常规的摩擦场景来讲，确保摩擦片接受常规磨损的状况下，相应的离合器还是能够一直保持稳定的接合状态，同时在分离杠杆与分离轴承之间保持一定的间距，这个距离控制在34mm的范围内。取t=4mm。3.3.3 单位压力的确定单位压力P0直接影响到了摩擦面的耐磨性能，此外其还对离合器的稳定性、可靠性以及使用的寿命都有直接的关系，为此，要充分的对摩擦片的规格、材料选择、质量、发动机后备系数、功率以及其所处的工作环境等等进行考虑，最后来进行选取P0。离合器的静摩擦力矩为：Tc=fFZRc联立得：P0=12TemaxfZD3（1-C3）代入数据：P0=0.28

18、03MPap0，符合要求。3.3.4 摩擦片基本参数的优化和校核（1）摩擦片的外径确定时，首先要求符合最大圆周速度要求，规定不得大于65至70m/s,也就是Vmax=Dr/60=56.54862m/s 70m/s（2）规定相关摩擦片内径以外径的比值需要符合区间0.53至0.70的要求，也就是（3）单位摩擦面积传递的转矩值应小于其许用值，来反映离合器传递的转矩并保护过载的能力，即Tc0=4TcZ（D2-d2）=0.0019Tc0公式中，单位摩擦面积对应的转矩大小以Tc0表示，对其进行检验为合格。3.4 从动盘的设计3.4.1 从动盘的结构介绍目前，汽车上通常采用了带有扭转减振的从动盘，以此来减小

19、传动系统对发动机带来的惯性力，降低其产生共振的频率，同时控制噪声，延长传动系统的各部件使用寿命，确保汽车驾驶的实舒适性以及平稳性。3.4.2 从动盘的设计由从动盘毂、减振器、摩擦片和从动片四个部分等共同组成从动盘总成。它对离合器的工作性能有着直接的关系，此外这些部件在使用过程中中容易损坏，因此本次设计的重点内容就是这些部件的结构以及材料上。另外设计从动盘需要满足下面的几项要求：（1）能够有效的降低换挡过程中齿轮之间的冲击力，最大限度的减少从动片的惯性作用力。（2）选取从动盘适应的轴向弹性值，确保摩擦面上对应的压力保持均衡性，从而让汽车能够平稳的行使。（3）避免传动中共振的现象，需要在对应的从动

20、盘上配置相关的减振设备。（4）抗暴裂强度需要达到一定的程度，以满足设计的标准。3.4.3 从动片的选择和设计为了使得离合器获得较小的转动惯量，设计从动片的质量应该控制在一定范围内，同时质量要合理分布，尽量的在旋转中心的位置，这样在旋转时能够相对平稳。汽车在行使过程中换挡，驾驶员首先要做的就是将离合器与传动系统切开，从动盘的转速会发生增加会降低，这种速度上的变化必然会引起惯性力的作用，从而会使变速器中的同步装置加速磨损或者变速器换挡齿轮间产生冲击，这种冲击力的程度和从动盘转动的惯性量之间是呈现出正相关的关系，为了最大限度的降低这种转动惯量，通常采用的手段是将从动盘制成1.32.0mm厚的薄钢板，

21、本次设计中，我们将其外源部分进行了打磨，以此来将整个从动盘的质量向着旋转中心靠拢，确保其运行过程中能够保持稳定。同事，选择有一定轴向性的从动片结构，可以让离合器与传动系之间实现平顺的接合，从而让汽车可以平稳行使。此外，离合器在接合的过程中，离合器所传递的力矩是缓慢增长的，也就是说从动盘和主动盘之间的压力是逐渐增加的。此外，弹性从动片有利于改善表面接触，让压力可以得到均衡释放，进而降低了摩擦片单位面积上的受力，提高了其使用寿命。依据轴向弹性状况可以将从动片进行划分：一种是组合式，一种是整体式，另一种是分开式。本设计因为设计的是一汽丰田花冠轿车的离合器，故可以采用整体式弹性从动片，离合器从动片是借

22、助冲压技术制成1.5厚的薄钢板，我们拟定从动片外圆周直径Dd=d-16=109mm。3.4.4 从动盘毂的设计发动机传送过来的转矩基本上都是从动盘毂承受，它是整个离合器所有零部件中负载最大的一个部件，通常情况下，其在变速器的第一轴上，安装方式采用了齿侧对的矩形花键。设计花键时，可根据从动盘外径和发动机转矩按国标GB114474如表来选取其结构尺寸。表3.2 花健的的选取摩擦片的外径/mm/N.m花健尺寸挤压应力/MPa齿数n外径/mm内径/mm齿厚/mm有效齿长/mm1604910231832098225147103226430113250196103528435102一般情况下，花键轴直径控

23、制在1.01.4 倍的，材料上会用到碳钢，通过调质操作之后，使得心部硬度满足26至32HRC的从动盘毂要求。表层借助镀铬工艺提升自身耐磨性；关于减振方面以及跟从动片协调方面，要利用高频淬火来完成此加工过程。取，。验证其挤压应力，公式为：c=Rnlt公式中，P代表了花键的齿侧面压力，那么根据下述算式进行明确：P=4Temax（D+d）Z为了避免在花键轴上出现滑动现象，进而引起分离出现偏差，设计时应该选取长度适宜长度的从动盘毂轴向。式中，,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，；代入解得，c=，合格。3.5 离合器压盘的设计3.5.1 压盘参数的选择和校核对于压盘，不仅要求有

24、较高的摩擦系数及耐磨性，而且要保证良好的导热性，那么压盘的形状就会相对复杂。所以我们往往是采用灰铸铁铸成压盘，硬度制成，为了增强它的机械强度，我们还可以添加少量的金属元素。同时根据摩擦片的外径对压盘的外径进行确定。压盘的重量也要达到一定要求，以提升其吸收热量的能力，从而确保每次接合的温度不至于升的太高；通常压盘相对较厚，同时其刚度也非常大，进而能够在高温的运行状态下，依然能够保持固有形态。此外，在压盘体内铸出导风槽，以保证压盘整体的通风性良好。关于相关压盘厚度情况进行选择的时候，需要检验对应离合器相关的温升区间不得大于8至10，关于温升的检验方式如下：=L/mc公式中，传到压盘的热量所占的比率

25、为，压盘的质量为m，压盘的比热容为c，滑磨功L；其中=0.5，质量单位为kg, 铸铁的比热容为)，功率单位为J。要求单件压盘均衡的精准程度不能小于15至20gcm。可以适当的增加压盘的厚度，但是要控制在合理的范围内，以避免出现温度急剧上升的现象。本次设计的压盘厚道为18mm，内外径分别为115mm、 190mm。将这些数据应用到公式中，最后经过校准和算，得到=4.63327，符合标准要求。3.5.2 离合器盖的设计通过离合器盖传递发动机的一部分转矩，它一般都是与飞轮固定在一起的。另外，这个部件起到了分离杠杆以及压紧弹簧的作用。该部件针对飞轮轴线完成对中操作非常关键，由于该部件当中配置有压盘、压

26、紧弹簧以及分离杠杆等组件。在确保刚度满足要求的情况下，允许在该部件当中完成循环气流操作，允许把该部件制作成鼓风叶片框架，是为了清除摩擦片的磨损粉末和加强内部的通风散热。同样，离合器盖产生较大的变形可能是因为其刚度不达标，这不但会对传递效率带来一定的影响，还会导致分离不完全，进而促使摩擦片的使用寿命降低，此外还会对变速器灵活操作产生恶劣的影响。综上所述，我们在对离合器盖设计时，要特别注意对其对中、通风散热、刚度等问题的讨论。在本篇文章中规定该部件内径超出离合器相关摩擦片的外径大小。3.6 扭转减振器的设计3.6.1 扭转减振器的结构与功能对应的减振设备重点包含阻尼组件以及弹性组件。其中有效的消耗

27、振动能量是阻尼元件的主要作用；对于传动项目来讲，需要合理的降低扭转刚度，将其对应的三阶固定频率进行合理的降低，使由发动机转矩主谐量激励引起的共振来尽可能的避免，这就是弹性元件的主要作用。因此，扭转减振器具有如下功能：（1）合理调整扭振过程对应的特定频率，减少发动机以及传动项目连接部分对应的扭转刚度。（2）减少由于冲击造成的瞬态扭振问题，有效控制由此产生的振幅大小，增大传动项目对应的振动阻尼。（3）降低噪音，针对传动项目处于怠速状态的时候，对应的离合器以及变速器产生的扭振问题进行科学的控制。（4）针对特定的应用场景，相关的扭转冲击负荷能够合理的降低。3.6.2 扭转减震器参数计算（1）扭转减振器

28、的角刚度减振设备的扭转刚度的情况取决于相关弹簧的线刚度情况，依照下述算式完成选择初选式中：为极限转矩，所以扭转角刚度（2）扭转减振设备的最大摩擦力矩情况我们需要合理额选择减振器阻尼装置的阻尼摩擦转矩，这是由于发动机的结构以及最大扭矩限制了减振器的扭转刚度，我们设计的初衷是为了能够最大限度的降低发动机工作时产生的共振效应，因此可按下式初选为（3）扭转减振设备对应的预紧力矩情况为了保证能够在传递同样大小的极限转矩时，减振器的刚度能够降低，我们在减震弹簧安装时需要有一定的预紧，但在确定预紧力的范围值时我们要特别注意一般不应该大于摩擦力矩，这是因为在反向工作时如果大于可摩擦力矩，如此对应的扭转减振设备

29、会终止运行。一般选取（系数取0.12）。（4）扭转减振设备对应的弹簧分布情况要求相关的减振弹簧分布范围在一定区间中取最大值，通常依照下述算式进行选择公式中系数取0.65.那么计算可以得到，元整取值45。（5）扭转减振器弹簧数目结合查阅资料的数据，本设计离合器摩擦片外径为180mm，因此减振弹簧数目Z为4.（6）扭转减振设备减振弹簧的总压力情况当弹簧的相关扭矩满足最大值要求的时候，对应的弹簧以及从动盘毂原本的空隙被占用，这个时候：公式中，按的大者来计算。那么每个弹簧的工作压力大小为：（7）从动盘毂和从动片之间对应的转角最大值为：（8）动盘侧边和限位限之间的空隙为：公式中，限位销的安装半径为，大小

30、范围为，本设计选取值为.（9）限位销直径通常依照离合器的架构情况，选择满足要求的限位销直径，通常该值取值范围在，本篇文章指定。（10）从动盘毂相关的宽度以及配置的窗口情况从动片上缺口与限位销之间的间隙和大小不相等，且，取，取值，则。（11）减振弹簧的尺寸确定明确弹簧钢丝直径：减振设备关键部件的尺寸之后，接下来能够依照其在布局方面的要求，明确并制作相应的减震弹簧。D2为弹簧的平均直径：一般是结合其结构来进行确定的，D2的取值区间在11至15。本设计选取D2=12。式中：翻阅相关文献不难得知扭转相关的应力对应的取值范围在550至600MPa，值通常满足区间3至4mm要求。代入数值计算得，圆整取4，

31、满足上述的标准。减振弹簧刚度：减振弹簧的有效圈数：公式中，代表了材质的扭转相关弹性模数，关于钢设定满足，接下来将其代入相关算式，不难运算得知。减振弹簧的总圈数由公式可计算出，取。当满足最大压力P要求的时候，相关的减振弹簧长度满足：上述公式中，弹簧圈之间的间隙为其总变形量为：其自由高度为：其预变形量为： 3.7 膜片弹簧的设计计算3.7.1 膜片弹簧离合器的主要参数选择与计算(1)比值和板厚的选择。对于膜片弹簧来讲，其对应的弹性情况重点取决于的比值大小。由分析图可知，当时，为增函数；时，有一极值，而该极值点又恰为拐点；时，有极小、极大值；当时，极小值处于横坐标的位置。汽车离合器用膜片弹簧的一般为

32、，这样可以保证离合器能够操纵方便且压紧力的变化不大。板厚为24mm，本设计， ，则。(2)比值和、的选择。根据结构布置和压紧力要求，一般为1.21.35。拉式膜片弹簧的值宜取为，这样可以使摩擦片上的压力能够均匀的分布。这里取,摩擦片平均半径。取,则可取，,所以。(3)圆锥底角的选择。內截锥高度H与圆锥角在磨片弹簧处于自由状态下时的关系密切，一般在范围内。，符合要求。(4)分离指数的选取。，对于尺寸相对较小的弹簧来讲，通常设定为12，对于尺寸相对较大的膜片弹簧来讲，通常将其设定成24，对于分离指数来讲，通常设定成18。所以这里取。(5)切槽宽、窗孔槽宽、及半径。，的取值应满足的要求。取,所以可取

33、。(6)支撑环加载点半径和压盘加载半径的确定。磨片弹簧的刚度将受和取值的影响。需要稍微超出,需要稍微低于，而且尽可能跟值接近.此处设定为。3.7.2 膜片弹簧的强度验算假设在受力的时候，膜片弹簧相关的子午断面围绕特定中性点进行旋转操作。顺着圆周方向对应的断面在相关中性点的切向应变为0，为此与这个点相关的所有的切向应力都为0，进而可以得出O点以外的所有位置，都是有切向应力以及应变问题的。重新令坐标原点是点位置，在相关的子午断面创建相应的坐标系。假定子午断面相关的边跟X轴是平行的，那么其方向为图3-8所示，其断面上所有位置的切向应力表达式为：公式中，对应碟簧子午断面的转角大小为，对应碟簧正常情况下

34、圆锥底角大小为，对应碟簧子午断面当中相关点的半径大小为,则得出图3.3 膜片弹簧工作点位置能够把上述算式表示成Y以及X轴的关联式，方便解析相关断面当中对应的断向应力情况：图3.4 切向应力在子午断面的分布依照上述算式不难得知，特定的切向应力满足线性分布的要求，这个时候膜片弹簧相关的变形状况是固定的。当时，我们之所以可以将看成，是因为的值较小，由上式可得：。通过对这道公式的分析，我们可以得到和X轴承角与一定的零应力分布在中心点的直线位置处。根据X和Y的表达式可以得出，如果，那么不管取什么值，都会有。那么，零应力直线能够用K点以及O点之间的连线表示，外侧可以作为拉应力区域，内侧可以作为压应力区域，

35、随着应力直线逐渐变远，对应的应力大小会变大。不难得知，碟簧在内缘位置处对应的切向拉应力满足最大要求，位置对应的切向压应力满足最大要求，通过解析证明，因为位置对应的切向应力则达到标准要求，为此膜片弹簧对应的应力大小在计算过程中，仅仅检验位置应力情况就可以了，便于进行后续的运算，仅仅将点坐标的、代入到计算式中，就可以得到：如果，就可以在切向压应力满足极大值的条件下，其对应的角度为因为：所以：，那么，分离指根区域的某个点是B位置，当其受到推力F2的作用，其承载的弯曲应力为：公式中，分离指数为n，其大小为18；单个分离指的根部宽为所以：由于，跟切向压应力满足垂直关系的拉应力大小为，根据最大剪应力的基本

36、原理，那么位置的当量应力则为：为了满足实际应用的需求，在设计膜片弹簧时，都采用了稍高于材料的极限应力，此外也是尽量的提高膜片弹簧的承载能力。一般还要经过以下几个工艺的处理：为了获得具备相对较好性能的回火索氏体，第一需要针对相关材质完成调质热处理；接下来为了达到弹簧形变的标准，产生满意的残余反向应力，要对相关膜片弹簧进行强压处理，最后考虑到弹簧的耐磨性以及其使用寿命，我们要其表面进行了喷丸处理；局部区域则采用了镀铝处理、高频淬火。通过对以上结果的计算、分析和验证，反应了当量应力和膜片弹簧均未超出允许应力范围，各项数据的选取是合理的。4 膜片弹簧离合器的建模过程全球首个以Windows系统为基础研

37、发的空间CAD项目，SolidWorks这款程序满足稳定以及易用等要求，普遍使用在各种场合，而且SolidWorks在技术创新上符合CAD技术的发展潮流和趋势，利用这种工具，能够达提高设计效率，从而促使产品能够快速的成形，及早投入到市场中，体现出超高性价比。Solidworks 具有三大特点，分别是：相对容易掌握，功能丰富，并且满足技术创新要求，鉴于此让这款程序迅速得以流行，逐渐成为处理空间CAD问题的核心方案。这款软件支持不同场景的需求，有效降低了制作的难度，而且提升了最终产品的质量，依照上述描述，不难得知这款软件性能良好。考虑到该软件具有这些强大的功能特点，因此在本次设计中我们采用该软件来

38、绘制装配图及相应零件图。4.1 摩擦片的绘图过程根据上一章节摩擦片的设计计算结果，按尺寸绘制摩擦片，其过程如下：首先使用草图功能，利用画圆命令，画出环形盘体，选择尺寸标注功能，并按尺寸标注内外径，结束草图绘制命令；图4.1选择拉伸功能，选取绘制好的草图，将其拉伸成实体，如下图所示：图4.2再次选择拉伸切除按钮，绘制斜槽草图，结束草图绘制后，设置拉伸切除深度数值，并成型。选择该特征，点击阵列功能，选取轴心阵列，按360度圆周均布阵列18等份，形成如下模型。图4.3利用拉伸切除功能，分别按尺寸在相应位置切除实体材料，形成沉孔，同样选择该特征，利用阵列命令，选择轴心为阵列基准，按圆周等比例18等分均

39、布阵列，形成最终图形。图4.44.2 膜片弹簧的绘图过程由于膜片弹簧是一个圆锥体，采用旋转功能绘制比较方便。先绘制如下草图，按所计算的数值，设置各尺寸，然后点击确定接触草图绘制。利用薄壁旋转特征，对该草图进行360旋转，完成薄壁旋转特征，厚度2.5mm，如下图所示：图4.5选择平行圆的基准面，利用拉伸切除命令，绘制分离指。按照上章节所计算的尺寸，绘制如下草图，并按数量进行圆周均布阵列。图4.6完成拉伸切除命令，形成膜片弹簧模型。图4.74.3 压盘的绘图过程利用草图绘制命令，绘制压盘盘体部分草图，按计算结果标注尺寸，结束草图绘制。使用拉伸实体命令，选择绘制好的草图，输入拉伸厚度数值，形成下图模

40、型。图4.8新建垂直于压盘面的基准面，在基准面上按尺寸绘制长方形，结束草图绘制。利用旋转功能，选择上列绘制好的草图，输入旋转角度30度，形成凸台。图4.9利用圆周阵列命令，选取轴心为阵列基准，对凸台进行6等分均布阵列；利用倒角功能，分别对尖角，过渡圆弧等进行倒角，形成下列模型。图4.10以上简述了膜片弹簧离合器部分零件的三维建模过程，其余零件不再一一赘述。在利用solidworks软件绘制膜片弹簧离合器的过程中，通过对抽象的设计数据进行实体建模，再转化为CAD图纸，可以导出各种视图和剖面图，不仅大大提高了设计过程中绘图的效率，还可以在绘制过程中，对所设计的零部件有了更加直观的认识。通过绘制零部

41、件及模拟实体模型的装配过程中，检查并发现了诸多设计缺陷及尺寸干涉之处，通过软件的检查功能，得到了及时的修正。5 结论本文是设计了一款应用于汽本田花冠轿车的膜片弹簧离合器。首先通过查阅相关资料对磨片弹簧离合器的设计背景及意义和未来的发展趋势进行了阐述和讲解，然后是通过查找大量车辆类的书籍知识，分析其基本的功能以及原理，通过结构对当前的离合器类型进行了划分，阐述了运行中的各种状态以及相关特性。本设计的重点是通过科学的推理和计算，同时基于检测的各项数据，绘制出了膜片弹簧离合器的零件图和装配图。在设计工作还未完全展开的前期，通过了解离合器的发展，查阅相关资料弄清楚它的结构组成、工作原理，特别是在此过程中，借助书本、网络等信息平台，实现了对各型号的对比结合，初步确定了本次一汽丰田花冠膜片弹簧离合器的基本构造，并选择了带有扭转减振器的拉式膜片弹簧离合器，再次基础上对其结构图进行了绘制。设计的过程中，结合目前相关的研究成果，首先将摩擦片的规格以及结构进行了选取和设计，然后以摩擦片为基础，通过计算所得出的对应数据，并对这些数据进行了分析和总结，然后根据验证过的数据和相关标准要求，推算出离合器其它零部件的各项标准参数，在对这些零部件带入相应公式进行强度校核，确定其是否能达到设计的要求。在上述工作完成之后