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吉利帝豪轿车离合器设计 吉利帝豪轿车离合器设计 吉利帝豪轿车离合器设计 摘要 在汽车的机构里边，离合器是一个特殊的部位，它的作用是通过“分别”和“接合”来将适量的动力传递给其他的汽车零部件。离合器还限制着电力传送的命脉而且与发动机干脆联系。本文主要介绍吉利帝豪轿车中的离合器各个参数的计算，结构的选取，还有材料的选择以及必要的强度校核。 关键词：离合器；选型；计算。 Clutch design of Geely Dihao car Abstract In the body of the car, the clutch is a special part, its role is through “separation“ and “joint“ to transfer the right amount of power to other automotive parts. The clutch also controls the lifeblood of power transmission and is in direct contact with the engine. This paper mainly introduces the calculation of various parameters, the selection of structure, the selection of materials and the necessary strength check of the clutch in Geely Dihao car. Keywords: Spring clutch; Type Selection； calculation. 书目 1前言 1 1.1离合器概述 1 1.2离合器的主要结构 2 1.3离合器的工作原理 2 2离合器结构形式选择 4 2.1离合器种类的选择 4 2.2所选离合器的结构形式 4 3选择离合器的基本参数 5 3.1离合器后备系数 5 3.2单位压力P0 6 3.3摩擦片外径D、内径d和厚度b 7 3.4确定离合器的基本参数 8 4确定零件的结构和计算大小 9 4.1从动盘的设计 9 4.2离合器盖的设计 12 4.2.1设计离合器盖 13 4.2.2压盘设计 13 4.3膜片弹簧设计 18 4.3.1确定膜片弹簧的重要参数 19 4.3.2载荷F1与变形之间的关系 22 4.3.3膜片弹簧的工作位置确认 24 4.3.4离合器在完全停止工作后分别轴承作用的载荷F2 25 4.3.5分别轴承的行程2 25 4.3.6校核膜片弹簧 26 4.3.7制造膜片弹簧的工艺 26 5结论 27 参考文献 28 谢辞 29 附录 30 1前言 离合器是一个特殊的部位在汽车的机构里边，它的作用是通过“分别”和“接合”来将适量的动力传递给其他的汽车零部件。离合器传递动力给变速箱，而后汽车的其他系统在得到动力后使汽车在不同的条件下都可以获得适量的驱动力。离合器在转换输入输出功率的问题上可以有速度差，但是这是在半连杆机构才能够实现的。 作为汽车的必备零件之一，离合器的存在是不行以被抹杀的。离合器利用“分别”和“接合”使得汽车不管是在城市里平坦的路面，还是郊区泥泞凹凸不平的困难道路，都能够很好的协调车辆各个系统，爱护汽车不受损坏。离合器的运用，不仅仅是靠感觉，更要每一位驾驶员首先要驾驭的技巧，利用自身对离合器的认知，解决好每一种因离合器而发生的状况。1.1离合器概述 离合器是汽车的重要部件，通过“分别”和“接合”的过程将动力传递给变速器以致 汽车各个系统之间有足够的动力协调协作使汽车运作起来。在汽车工作运行的期间，离合器的操作都是短暂的分别和接合，离合器的分别和接合都不能长时间的做同一个动作，否则汽车的变速器会出现极大的问题。离合器的作用就是在汽车起步时能够平缓的进行，不会让汽车各个系统发生剧烈的碰撞；还有一个作用是在汽车遇到各种状况须要换挡的时候能够削减换挡时与其他零件发生的摩擦，这也是间接的爱护了其他零件的损耗。离合器既有主动部分也有从动部分，他们都是在传动的时候通过各种方式向变速器传递动力，最普遍的是利用他们两个在接触时产生摩擦来传递，又或者是通过一些特别的方式达到传递动力的目的。在汽车遇到紧急状况下制动的时候，汽车的传动系统会遭遇惯性的冲击，这时候后的离合器就会发生其特有的限制作用-打滑，不会让其他的零件接收到比较大的转矩，防止损坏。1.2离合器的主要结构 离合器作为一个极其重要的部位，里面有很多的零件存在，比如飞轮，压盘，离合器盖，从动盘，从动轴，压紧弹簧，分别杠杆，支承柱，摇摆销，分别套筒，分别轴承，离合器踏板等一些零件。1.3离合器的工作原理 离合器是手动挡汽车中不行或缺的部位。驾驶员通过离合器切换档位可以使汽车在泥泞或者凹凸不平的道路上来去自如，不会使汽车在困难行驶条件的道路上抛锚。因此，驾驶员的合理运用离合器，能够给自己带来更好的驾驶感受以及乘坐人的乘车体验，要想将离合器运用的如臂挥指，首先就要了解它拥有的工作原理。所谓离合器，来限制引擎和轮毂之间的动力传递。它的作用是在发动机和变速器之间传递扭矩，这样汽车就能获得动力。离合器一般有三种工作状态，第一种是全联动，其次种是部分半联动，而第三种则是完全的半联动状态。在汽车处于起步时的工作状态下，被驾驶员踩下的离合器通过踏板带动里面的压盘，使得压盘与摩擦片分开，压盘与飞轮也处于分开的状态，这样就不存在有摩擦力的状况。正常工作状态的汽车，离合器里的压盘和飞轮的摩擦片是紧密无间的连在一起的，这时候的它们摩擦力是最大的。 图1.1 离合器结构图 1、飞轮 2、从动盘 3、压盘 4、离合器盖 5、分别杠杆 6、浮动销 7、调整拨叉 8、分别拨叉 9、拉杆 10、离合器踏板 11、分别轴承 12、分别轴承座 13、回位弹簧 14、变速器第一轴轴承盖 15、离合器轴 16、轴承 17、压紧弹簧 2离合器结构形式选择 2.1离合器种类的选择 离合器从生产到现在的广泛运用是在不断的进步着，而摩擦离合器到现在也没有被遗弃，相反还是被用的最多的那种。它主要由促使离合器保持接合状态和促使离合器保持分别状态的两部分组成，使保持接合的部分是主动部分，从动部分，压紧机构；使保持分别状态的则是操纵机构。从动部件的惯性特别大是锥形和鼓形的一大缺陷使得传动装置难以换档，而且组合不够松软，简单卡。 所以选择盘式摩擦离合器。 2.2所选离合器的结构形式 正如前面所描述的，本次毕业设计所选离合器的结构形式就呼之欲出了，压紧弹簧就选用膜片弹簧，而从动盘，考虑选择带扭转减震器的。 3选择离合器的基本参数 表3-1 吉利帝豪轿车整车参数 整备质量 滚动半径 主减速器传动比 变速器最大传动比 最高车速 发动机最大转矩 发动机最大功率 起步时发动机的转速 1255kg 0.303m 5.614 4.379 170km/h 140N2·m 80KW 2000r/min 3.1离合器后备系数 离合器在设计的时候，要考虑一个重要的参数后备系数，它的重要性体现在了离合器在工作时接收并传递发动机最大扭矩是否可行。这个参数在保证离合器能够平安的执行自身任务的同时，还可以缓和汽车在起步时的磨损，这样子更能使得离合器在运用时间上大大延长了，将离合器受到的损失降到最低。在选择时，要留意几个点： (1)离合器频繁运用，会导致摩擦片受到磨损，在这种状况下仍旧须要能够牢靠地传递发动机的最大扭矩； (2)滑动磨损是不行避开的，但是要不能过大； (3)传动系的超载会给汽车带来危急，因此要尽量避开。可以发觉，假如选取的太小，就不能够牢靠地传递发动机的最大扭矩，也限制不了滑动摩损的增大；假如选取的太大，那么离合器的尺寸就不能限制的较小一些，操作起来也没有那么灵敏。所以，取值的大小还需看状况而定，取小的状况有：后备动力足，运用状况良好的发动机；气缸数多的发动机，取大的状况有：须要考虑滑动磨损和为了起步时；质量比较大的；一般柴油机的工作时间比较长，转矩没有汽油机的平稳，须要的要大一些。一般来说，后备系数没有固定的取值，但是也会有相应的举荐值，而小轿车的取值范围是1.2到1.3之间。在国外的举荐值则是1.2。小轿车在的取值中，符合上面取小值的状况，即后备动力足，运用状况良好，因此本次设计中吉利帝豪轿车离合器的后备系数取小值。3.2单位压力P0 作为汽车的一个重要的零部件，摩擦是必定存在的，确定着耐磨性的单位压力P0则是至关重要的一个环节，它不仅可以影响工作时的优劣，还会影响到离合器运用的时间长短。所以，在选取单位压力P0的时候，要亲密关注离合器的各项特征，比如离合器的工作状态。由于离合器在汽车正常行驶时运用的比较频繁，因此在选取单位压力P0时应当取小一些，这样可以减低摩擦片四周的热负荷。当然，假如有特别状况，也可以在合适的范围增大单位压力P0。不同材料下的摩擦片，单位压力也不同，取值范围见表32 表32 单位压力的取值范围 摩擦片材料 单位压力/M 石绵基材料 编织 0.150.25 模压 0.250.35 粉末冶金材料 铜基 0.350.50 铁基 金属陶瓷材料 0.701.50 有机材料 0.250.50 3.3摩擦片外径D、内径d和厚度b 离合器的大小结构与基础形式取决于摩擦片外径，它的大小与离合器最终大小成正比关系，因此，它不但能够确定离合器的轻重，还会影响到离合器的运用时间，以及须要的转矩的多少。然而大的尺寸可以得到更多的转矩。摩擦片外径D须要用到发动机的最大转矩Temax来得到，可得: Temax-发动机的最大转矩 A-能够影响到D的条件 小轿车选用A47; 用发动机最大转矩Temax将摩擦片外径D计算出来后，就须要利用摩擦片的参数统一，表3-3是我国摩擦片各项尺寸的统一参数。表3-3离合器摩擦片的各项参数 外径 160 180 200 220 240 280 300 320 340 内径 110 125 140 150 155 165 175 190 195 厚度 3.2 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 4 C=d/D 0.687 0.694 0.700 0.682 0.646 0.589 0.583 0.594 0.574 1-c2 0.676 0.667 0.657 0.535 0.583 0.796 0.802 0.647 0.671 c的范围在0.5到0.7之间，是摩擦片的内径和外径的比值。而对于摩擦片的厚度，市场上规定了三个规格，分别是3.2毫米，,3.5毫米和4毫米。3.4确定离合器的基本参数 本次毕业设计所选离合器的基本参数确定： 吉利帝豪的发动机最大扭矩Temax=140N2/m，依据阅历公式： 初选摩擦片外径D，小轿车A=47， 则=173mm。 通过表3-2即离合器摩擦片的标准表，本次设计选用的摩擦片的尺寸为D180mm，d125mm，h3.5mm，c0.694mm。 因为采纳运用状况良好的膜片弹簧离合器，所以后备系数应当取小值，即1.2。对于采纳有机材料的摩擦片，它的单位压力P0的范围为0.250.5MPa。用公式验算单位压力p0: f-摩擦面间的静摩擦因数，取f0.3； Z-摩擦面数，单片离合器的Z2； 得P0=0.3Mpa，最终计算出的单位压力P0为0.3MPa，在合适的范围内，因此，离合器的各项基本参数计算出来后是合理的。4确定零件的结构和计算大小 4.1从动盘的设计 再一个能够比较大的影响到离合器性能的零部件就是从动盘了，从动盘没有困难的零件组成，仅仅只是从动片，摩擦片和从动盘毂。因此从动盘在结构上与其他部位相比就显得简易一些，质量也比较小。但是也须要留意几点： (1)须要更小一些的转动惯量，削减齿轮之间的碰撞。(2)为了达到摩擦损耗的目的，就必需要有轴向弹性，也是为了离合器接合顺畅，易于启动，还可以让摩擦力匀称分布在摩擦面上。(3)为了缓和离合器受到的碰撞，应当装备扭转减震器，同时也可以防止传动系共振。扭转减震器安装在从动盘里会发挥比较大的作用，而一般的轿车就恰好须要这种从动盘。减震弹簧是从动片和花键毂连接的重要物件，它有一种特殊的特性切向弹性，这样就可以除掉高频振动并且具有减缓冲击力的作用。还有减震摩擦片，与垫片夹在一起，使得系统在工作时的内能消耗不会太大，并且能够降低低频振动。依据发动机和传动系统的特别设计并通过各项检验，可以知道扭转减震器可以达到最佳的减震降噪效果。运用汽油发动机的汽车常用带线性弹性的扭转减震器来使汽车更好的起到减震降噪。发动机在空挡状况下运转的时候，假如柴油机在旋转的时候不够匀称，那么就会使得与离合器连接的变速器的齿轮啮合部分发生碰撞。这时候假如想要减轻齿轮之间发生的碰撞，并且降低因碰撞发生的噪音，可以采纳具有非线性特性的扭转减震器。离合器的接合顺滑特别重要，这时候具有轴向弹性的从动片就成为了最佳的选择。怎么做呢？有一个比较好用的方法是要开个T形槽在从动片上，然后就会产生许多的弧形，最终通过其他工具将他们变成波形，并且使它们呈弯曲的波形形态。在相互分别的弧形片上安装摩擦片。在离合器接合时，受压的从动片中的弯曲波形渐渐扁平，增加了从动盘的压力和扭矩，使接合变得更加顺畅。这种做法虽然说对减小从动片的弯曲有利，但是在刚度方面就很难做到相同，整体式弹性从动片就是这样的状况。压成型后刚度一样的波形弹簧，与被压成型后的从动片安装在一起，就是分开式结构。波形弹簧是用比较薄的钢板制成，这用就简单产生比较小的转动惯量，整体式结构在这些方面相对于分开式结构会显得比较差一点。在离合器中，从动盘毂是承受载荷的“功臣”，大部分的载荷由从动盘毂接收，以此保证离合器各部分各司其职，因此为了使它承受最大载荷时不至于断裂，常采纳的材料是锻钢，硬度也是比较高。要承受最大的载荷，也就意味着它的位置比较重要，它在一个花键上，是变速器的输入轴前端的花键上。花键轴须要与从动盘协作，从而使花键轴不存在有偏差时没有完全分别而打滑，须要从动盘将它的轴向长度变得更长。镀铬可以使得表面硬度和耐磨性大大提高，因此，为了使从动盘内部零件消耗磨损降低，可以在花键内孔考虑镀铬。减震弹簧运用的弹簧钢丝如60Si2MnA、50CrVA/65Mn等类型都可以。在选取花键的结构大小时可以根据国际标准选取。表4-1 找出的从动盘毂花键的参数 从动盘外径D/mm 花键齿数 n 花键外径 D/mm 花键内径 d/mm 齿厚 b/mm 有效齿长 l/mm 挤压应力 180 10 27 22 3 20 11.8 在选择完花键大小后必需要进行强度校核，花键常常由于表面受到的压力太大以至于遭到破坏，这也是花键普遍受到损坏的缘由，所以花键必需计算挤压应力来实现强度校核。假如挤压应力过大的话，就增加花键毂的长度。挤压应力 （4.1） 花键的齿侧面压力 P-花键的齿侧面压力，N； D-花键的内径，m； d-花键的外径，m； Z-从动盘毂的数目； Temax-发动机的最大转矩，N 2·m； n-花键齿数； h-花键齿工作高度，m；; l-花键有效长度，m。则 故=24.490MPa挤压=30MPa 4.2离合器盖的设计 离合器盖部分总成包含的东西比较多，顾名思义，有离合器盖以外，当然还有压盘，压紧弹簧，传动片也要在这部分设计出来。4.2.1设计离合器盖 离合器盖作为一个壳体，当然是起到爱护和支撑的作用，为此，要起到这两种作用，就必需有强大的刚度条件，避开离合器盖在工作中因各种条件产生变形，同时防止整个离合器在工作中因为离合器盖刚度不足使得离合器分崩离析，也可以预防离合器讲的转动效率，从而使摩擦片损耗过大，引起其他零部件不必要的磨损。还有重要的一点是，离合器盖必需搞好与飞轮之间的联系，要有足够好的对中，防止影响离合器甚至是整个轿车系统的正常运行，给驾驶员带来更大的麻烦。离合器盖的对中没有那么麻烦，相反有好几种方式，如定位销，定位螺栓又或者止口对中对中也未尝不行。不过离合器在汽车运行的过程中运用的比较频繁，简单发热致使温度上升，给人带来危急，所以就必需考虑它的冷却效果，而在离合器盖上装风扇和开窗口，都有利于离合器在运用中散发所产生的热量。4.2.2压盘设计 压盘有出台式，键式，销式等几种连接方式，但是会存在缺口。就目前来说，传动片是被用的比较多的一种连接方式，它的作用不仅在结构上简洁了很多，对于确定压盘的位置也起到了重要的作用。就传动片自身而言，各个点的受力的差异会带来更加严峻的磨损，为了优化这种状况，依据正反特性差异，在它圆周切线方向安装，分三组，每一组由四片组成。因此，传动片方式是这些连接方式中最佳的选择。汽车在刚起先工作时，须要发动机安排动力，而压盘的作用就是通过完全压榨离合器片致使它将发动机的动力输入给传动系统，这样汽车在得到防冻剂的动力后可以驱动驾驶。压盘与飞轮相连在一起，而且是紧紧的相连，避开压力过大使得两个零件连接不稳而散开。 (1)压盘传动方式选择 传动片的传动方式是比较好的选择，作为最好的选择当然就有着它最好的作用，在离合器接合的时候，传动片可以带动压盘一起转动；另一个作用则是离合器在分别时通过其特有的弹性来带动压盘的分别从而降低限制力。传动片的两边分别固定在离合器盖和压盘上，这样才能够发挥它的作用，并且这些传动片都是以弹簧钢带为材料做的。 各个传动片在压盘中的分布是通过圆周方向，并且是切线方向特别匀整的散布在压盘上，这样不仅使得压盘的结构精练了很多，还使得在装配上没有那么困难，更是有利于整个离合器在工作中的平衡感。(2)确定压盘的大小 用灰铸铁HT200制成的压盘起先先选择200mm，120mm，15,mm分别作为压盘的外径，内径以及厚度的大小。在完成选择压盘的各项参数以后，必需要做一次温升校核，利用温升校核公式检验离合器在接合时的温度上升，应当是在5到10之间。可以利用增加压盘的厚度来应付温升超过范围导致温升过高。校核计算公式： t温升，； W滑磨功，N2m； 安排到压盘上的滑磨功所占的百分比，单片离合器的压盘=0.50； c比热容，这里指压盘的比热容，用铸铁制成的铸铁压盘的比热容c=544.28J/（kg2）； m压盘压盘的质量，kg。压盘质量： 算得压盘的质量m压盘=2.36kg，接近2.5kg，因此取m压盘=2.5kg。吉利帝豪轿车的整备质量ma=1255kg，车轮的滚动半径R=0.303m，汽车在刚起先启动的时候发动机转速ne=2000r/min，主减速器传动比i0=5.614,变速器最大传动比ig=4.379。滑磨功 温升 温升校核的结果在合适的范围内，所以本次的压盘设计是合理的。(3)设计传动片以及对传动片的强度校核 起先先确定选择4组每组4片的传动片，然后选定这些传动片的宽度b，厚度h，孔距l分别为15mm，15 mm，40mm，因为传动片的布置方式是沿着切线反方向布置的，因此圆周半径R选取80mm，制成传动片的材料的弹性模量E=2×105MPa，这样就初步完成对离合器压盘传动片的设计参数的确定。计算传动片的有效长度l1： l1=l-1.5d=40-1.5×5=32.5mm 计算传动片的弯曲总刚度： 通过上面的计算结果，再推算出max即最大驱动应力： 、完全分开时， (4-3) 根据设计要求，f=0,Te=0,就可以知道也是得到同样的值，即=0。、当离合器和压盘安装在一起以后，可以知道Te=0，然后推出fmax=3.8mm。则 、离合器分正驱和反驱在传递转矩的时候，当离合器的摩擦片在损耗到极致的时候，fmax才会产生，可以利用尺寸链计算出fmax=2.4mm。 ()正驱(发动机向车轮)： ()反驱(车轮向发动机)： 通过计算结果可以发觉，正驱和反驱两个相比，反驱还是比较危急的，而且在选取数据进行计算的时候较为谨慎，因此可以让传动片的许用应力选到它的极限。所以80号钢作为传动片的材料是合适的。 从动盘还没有受到磨损的时候，传动片的弹性复原力就已经出现在这个时候了，此时的弹性弯曲变形量是离合器接合的时候是最小的，因此可以将f确定下来，的f=0.87mm。最终得出K=0.17MN/m(即传动片的弯曲总刚度)，将f =0.87mm代入弹性复原力的公式求得的弹性复原力： 认定可行。4.3膜片弹簧设计 对于膜片弹簧，其设计比较困难，必需得通过样品事先选好膜片弹簧的大小，而后分析它的各项参数，计算各项参数的数值，最终经过优胜劣汰制定出合适的结构。为此，应当要特别的了解关于膜片弹簧的各种属性，不仅包括它固有的特性，还要知道它的结构以及到最终失效的样式，最重要的是，要对膜片弹簧各项参数进行检验与校核。 膜片弹簧在设计困难的同时又带来比其他类型弹簧更优异的特点： (1)膜片弹簧本身带有志向的非线性特性，这种特性不仅使得膜片弹簧在离合器接合时保证自身压力不变，而使得整个离合器在运用过程中传递扭矩的实力保持不变，还是在离合器分别时自身压力的下降，从而缓和踏板压力； (2)膜片弹簧是压紧弹簧和分别杠杆的结合体，这样就使得离合器在结构大小方面以及内部零件和总体质量方面都有一个较大的缓和空间； (3)压缩力在高速转动的时候几乎没有发生改变，因此性能方面比较稳定； (4) 冷却效果明显，运用寿命长； (5) 它可以大规模生产，降低制造成本； 膜片弹簧的制造是一个大难题，它的固有特性非线性弹性，在日常生产中简单失控，断裂和磨损频繁。但是，科学的发展，技能的提升，机器的进步，材料的提高，使得膜片弹簧的制造变得简单很多，不在那么受限，因此，本次的设计选用膜片弹簧离合器。 4.3.1确定膜片弹簧的重要参数 (1)确定H与h以及它们的比值 H与h指的都是高度，只不过一个是内截锥高度，一个是弹簧片的高度也是厚度。他们的比值反映了膜片弹簧的各种各样的弹性特性，也就可以得到不一样的弹性特性曲线。所以，利用它们的比值，可以找出最能够表达其最佳的运用效果的特性曲线。图4.1是载荷F与变形之间的关系:当H/h时，载荷的增速比较快，变形虽然也是在増加，但是确是极缓慢的速度在增加着；当H/h时，可以清晰看到变形有一段是以相像的速度增加，而在此期间，载荷没有发生多大的改变；当时，在这一条曲线里，有一段是载荷在渐渐变小，而变形仍旧在增加，但最终载荷还是变回增加状态，有很好的复原性，因此，这种特性就是我想要找的，也是特别适合膜片弹簧的；当H/h时，这时的载荷落差更大；当时，载荷呈现负数形式，不合适。内截锥高度H与膜片弹簧的厚度h的比值的最佳范围是1-3，所以本次设计所选用的H/h=1.54。载荷F 变形 1 2 3 4 5 1. H/h< 2.H/h= 3.<H/h< 4.H/h= 5.H/h> 图4.1 膜片弹簧的弹性特性曲线 (2)选择R和R/r的值 运用的弹簧必需要有肯定的松软性，不然会有较大的误差影响汽车的运用。R/r的比值不能太小，也不能过大，最佳的范围是在1.15-1.35之间。因此，为了不让较大的误差影响到左后的结果，本次设计R/r=1.255。摩擦片的平均半径，R>Rc取R=80mm则 (3)膜片弹簧的起始圆锥底角 9°-15°是汽车膜片弹簧起始圆锥底角的最佳范围。为此本设计选=12°，则, 。(4)ra和rb的选择 ra是膜片弹簧的小端半径，而rb是分别轴承的作用半径，膜片弹簧的小端半径ra值应大于变速器第一轴花键的外径，取ra=16mm，rb=18mm。(5)分别指的数目n和切槽宽1、2及半径re 膜片弹簧在选取n的时候要留意，膜片弹簧在结构比较大的n选24，结构较小的膜片弹簧的n选12，而本次设计分别指数目选择18，1的范围在=3.23.5mm之间，2的范围在=910mm之间，有re选择的值(r-re) 2的规定，因此本次设计的1选择3.2mm,而2选择10mm。(6)l和L l是全部支承圈的平均半径，L是膜片弹簧与压盘的接触半径。平均半径l与r的大小不前不后，要略微大于r。接触半径L与R的大小也是不前不后，只不过要略微小于R。因此，本次设计选取的L=78mm，l=64mm。4.3.2载荷F1与变形之间的关系 载荷F1与变形之间的关系式： (4.4) 设 则 (4.5) 已知E=2.0×105MPa，=0.3，把数值代入得， F1=11413F1 1=2.11 将不同的1代入式中，可以计算出其他的数据，结果列表如下 表4-2 载荷F与变形之间的关系 1 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.026 1.2 1.4 1.6 1.896 2.0 F1 0.071 0.131 0.220 0.274 0.302 0.310 0.307 0.299 0.295 0.312 0.328 1 0.21 0.42 0.84 1.26 1.68 2.15 2.52 2.94 3.36 3.98 4.20 F1 812 1494 2508 3129 3443 3539 3499 3414 3367 3559 3743 F11的特性曲线，如图4.2 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 0 1 2 3 4 5 变形/mm 图4.2 膜片弹簧的最佳弹性特性曲线 4.3.3膜片弹簧的工作位置确认 膜片弹簧要进行工作位置的确认，首先要做的是确认膜片弹簧的大端变形量，膜片弹簧的大端变形量在离合器工作的时候选取,由特性曲线图的膜片弹簧的压紧力： 校核后备系数： 离合器彻底分别时，膜片弹簧大端的变形量为 压盘的行程,故 膜片弹簧的大端的变形量为，在离合器刚起先停止工作时，压盘的行程f=1mm，因此可以得出 摩擦片磨损后，其最大磨损量，故 4.3.4离合器在完全停止工作后分别轴承作用的载荷F2 变形1和载荷F2的关系式： (4.6) 取可得 4.3.5分别轴承的行程2 2是小端分别轴承处的轴向变形量，1和2的关系式：，取得， 宽度系数 分别轴承的行程2在其他力的作用下分成了2和2，2指的是是弯曲变形量。所以 (4.7) 将有关数值代入上式，可得，则。4.3.6校核膜片弹簧 离合器在完全的变形后，它的膜片弹簧的大端的最大变形量。(4.8) 代入相关数值，得 计算出来的数据在合适的范围内。4.3.7制造膜片弹簧的工艺 现今，国内自己生产的膜片弹簧都是采纳精度比较高的钢板材料。在材料的各项参数都达到指标以后，还要接着通过热处理的形式接着加工。膜片弹簧的抗压实力想要提高，就要对它进行特别的强压处理，以增加膜片弹簧的抗压承受实力。然后，还要对膜片弹簧进行一个特殊的措施，以增加膜片弹簧的运用时间，也是为了爱护膜片弹簧，这种措施就是喷丸处理。膜片弹簧的耐磨性也很重要，可运用镀铬或对其端部进行高频感应加热淬火。应刚好对裂纹处进行挤压处理，目的是消退应力源。膜片弹簧的表面必需高度精密，不能够存在一些不必要的缺陷。比如裂缝断痕是万万不能够存在的。5结论 本次设计是依据吉利帝豪轿车的原始设计参数，以及给出的设计要求，通过理解离合器的工作状态和留意事项，再依据已知的基本公式计算出主要参数，选择零部件的材料，对比和选择各种结构方案，将离合器和它其中的一些零部件的结构和大小选定出来以及相关零部件所用的材料。在此次设计里，每一部分的设计都是有迹可循，而且也是按部就班的进行。本次的设计，就是遵循着给出的设计要求，实事求是的计算各项数据，最终利用此次计算出来的数据画出相关零件的CAD图。由于水平有限，学问储备不够，本次设计难免出现一些漏洞，希望老师能够多加指导。 参考文献 (1)、徐石安、江发潮 主编汽年离合器/汽车设计从书 清华高校出版 (2)、马明星 主编汽车设计课程设计指导书 中国电力出版社 (3)、王林超 主编汽年构造上下 中国水利水电出版社 (4)、许洪国 主编汽车理论 人民交通出版社 (6)、王望予 主编汽车发动机原理 机械工业出版社 (7)、钱大川 主编新型联轴器、离合器选型设计与制造工艺好用手期北京工业高校出版社 (8)、骆素君、朱诗顺 主编 机械课程设计简明手册 机械工业出版社 (9)、濮良贵、纪名刚 主编 机械设计 东北高校出版社 附录 附录1 英文文献 Optimum Design of Automobile Diaphragm Spring Clutch Zhao Li-jun * , Liu Tao * , and Song Bao-yu * * Automotive Engineering Department, Harbin Institute of Technology, Weihai, China. Email: lijun7422 * Automotive Engineering Department, Harbin Institute of Technology, Weihai, China * School of Mechanical and electrical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin, China. AbstractIn order to meet the design requirements and characters, the optimum mathematical model of a light carry trucks diaphragm spring clutch is established to decrease its size as far as the engine torque is reliably transferred. The trucks clutch design is optimized by MATLAB optimum toolbox. The 3-D model of the optimized results is established by Pro/E and the Finite Element Analysis is carried out. Its proved that the design period can be shortened, the clutch size can be decreased and the production cost can be lowered. Keywords Clutch; Optimum design; MATLAB; Finite element I. I NTRODUCTION As an important part of modern design theories and methods, optimum design has become a new effective way for engineering design since 1960s when computer technique was introduced into engineering design. It may shorten the design period, improve the product performances and lower the production cost 1, 2, 3, 4. FMINCON provided by MATLAB optimum toolbox may effectively solve the problem of optimization. Then the optimized results can be analyzed with a 3-D model of PRO/E and a model of finite element analysis in order to prove the correctness of the optimized mathematical model and the rationality of the optimized results. Currently optimum methods have been widely applied in automobile design 5, 6, 7. An ideal automobile clutch should transmit the engine torque reliably and save labor in operation. In addition, its size should be minimized and the cost should be lowered. II. THE OPTIMUM MATHEMATICAL MODE L FOR BASIC CLUTH PARAMETERS The basic clutch performance parameters mainly include the reserve factor and the unit pressure p . The main size parameters include the outside diameter of the friction plate D and the inside diameter d and the thickness of the friction plate b . The variation of these parameters influences the structure size and working performances of the clutch. A. The Design of Variables The reserve factor can be calculated by formula (1),dependent on the clutch working pressure F , the outside diameter of th