离合器参数设计

图 膜片弹簧特性曲线
2、确定膜片弹簧的工作点位置
取离合器结合时膜片弹簧的大端变形量为 ,由特性曲线图可查得磨片弹簧的压紧力：
校核后备系数：
离合器彻底分离时，膜片弹簧大端的变形量为
压盘的行程 为
,故
离合器刚开始分离时，压盘的行程
,此时膜片弹簧最大端的变形量为
摩擦片磨损后，其最大磨损量
,故
3、求离合器彻底分离时分离轴承时轴承作用的载荷 P2
小于 6t 的商用车 6~14t 的商用车
～
～
~
本设计是基于一款轻型货车，故选择后备系数~，取后备系数β=。
摩擦片外径及其他尺寸的确定
摩擦片外径是离合器的基本尺寸参数，它对离合器的结构尺寸、质量的大小和使用 寿命的长短都有很大的影响。
摩擦片外径 D（mm）也可根据发动机最大扭矩 Temax 按如下经验公式进行初选：
,
1、根据下式（）画出 P1 — 1 曲线
式中，E—弹性模数，钢材料取 E=× 10 5 Mp；
(5-1)
—泊松比，钢材料取; h—弹簧片厚，㎜; H—碟簧部分内截锥高，㎜; 1 —大端变形，㎜; R—碟簧部分外半径（大端半径），㎜; r—碟簧部分内半径，㎜; L—膜片弹簧与压盘接触半径，㎜; l—支承环平均半径，㎜; （2）推式轴向变形的关系式
由公式（5-3），取
则得
代入有关数值，得
4、求分离轴承的行程
由公式（5-2），取
，则
由公式（5-6）（5-7）得
由公式（5-5）得
代入有关数值，得
=
5、强度校核
膜片弹簧大端的最大变形（离合器彻底分离时）
。
将有关数值代入，得
从动盘毂花键的设计计算
花键的结构尺寸可根据从动盘外径和发动机转矩按国标 GB1144-74 选取。
一般起始圆锥底角 在 9°～15°之间，
=13
4、膜片弹簧小端半径 rf 及分离轴承的作用半径 rp: rf 的值主要由结构决定，最小值 应大于变速器第一轴花键外径,分离轴承作用半径 r p 大于 rf 。
5、分离指数目 n、切槽宽 、窗孔槽宽 、及半径 rc: 分离指数目 n 常取 18，大尺
寸膜片弹簧可取 24，小尺寸膜片弹簧可取 12，本设计取 n=18。切槽宽 约为 4mm;窗孔
后备系数的选择
离合器参数设计
离合器的后备系数 反映了离合器传递发动机最大扭矩的可靠度，它是离合器设计 的一个重要参数。在选择β时，应考虑摩擦片磨损后仍能可靠地传递发动机最大扭矩、 防止离合器滑磨时间过长、防止传动系数过载以及操纵轻便等因素。
表 后备系数表
车型 后备系数
乘用车及总质量 最 大 总 质 量 为 挂车
单位压力：
(3-5) 粉末冶金铁基材料单位压力要求小于,本离合器的单位压力比规定值小，故满足要 求。
膜片弹簧基本参数的选择
1、比值 H/h 和 h 的选择：此比值对膜片弹簧的弹性特性影响极大，因此，要利用 H/ h 对弹簧特性的影响正确地选择该比值，以得到理想的特性曲线及获得最佳的使用性能。 一般汽车的膜片弹簧 H/h 值在如下范围之内：H/h=～20。 2、R 及 R/r 确定: 比值 R/r 对弹簧的载荷及应力特性都有影响，从材料利用率的角度， 比值在～时，碟形弹簧储存弹性的能力为最大，就是说弹簧的质量利用率和好。因此设 计用来缓和冲击，吸收振动等需要储存大量弹性能时的碟簧时选用。对于汽车离合器的 膜片弹簧，设计上并不需要储存大量的弹性能，而是根据结构布置与分离的需要来决定， 一般 R/r 取值为～.对于 R,膜片弹簧大端外径 R 应满足结构上的要求和摩擦片的外径相 适应，大于摩擦片内径，近于摩擦片外径。此外，当 H，h 及 R/r 等不变时，增加 R 有 利于膜片弹簧应力的下降。初步确定 R/r= 3、 膜片弹簧起始圆锥底角: 汽车膜片弹簧
（3-1） 式中：KD 为直径系数，轻卡取 17；最大总质量为～的商用车，单片离合器取～;Temax 是发 动机最大扭矩，原始设计数据为:
由公式（3-1）代入相关数据，取得：D=178mm 根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表“离合器摩擦片尺寸系列和参数” （即 GB1457—74）
表离合器摩擦片尺寸系列和参数
力强度及疲劳强度，高的冲击强度，同时应具有足够大的塑性变形性能。按上述要求，
国内常用的膜片弹簧材料为硅锰钢 60Si2MnA。
膜片弹簧的计算
参考同种类产品，并结合本车具体情况，初步选定弹簧的一些参数和尺寸如下：
,
,
,R=
确定膜片弹簧的所有尺寸 H=, h=,R=,r=90mm,l=92mm
L=110mm,rf=27mm,rp=29mm,n=18,
(5-2)
(3)膜片弹簧小端分离轴承处作用有分离力 P2 时膜片弹簧压盘接触处的变形 和 P2 的 关系式
(4)在 P2 力作用下膜片弹簧小端部分轴承处的变形 式中 ， 为宽度系数：
设 因此式就成为：
(5-3) （5-4）
(5-5)
(56) (57)
把有关数值代入上述各式得
P1= = 1
= 1 1 1
从 动 盘 发 动 机 转 矩 花键 花键 花键 键齿宽 有效 挤压
外 径 e max /N • m
D/mm
54600
67800
72900
取摩擦片外径 D=250mm，选定摩擦片的内径 d=155mm,厚度 b=。
单位压力的确定
离合器摩擦力矩 Tc 的计算
离合器压盘施加在摩擦面上的工作压力的计算
(3-2)
施加在摩擦面的工作压力为
(3-3)
(3-4) 式中：z 为摩擦面数，单片离合器的 z=2,f 为摩擦面间的静摩擦系数，这里取。
槽宽
；窗孔半径 rc 一般情况下由
计
算。
6、 承环的作用半径 l 和膜片与压盘接触半径 L：由于采用推式膜片弹簧，l，L 的大小
将影响膜片弹簧的刚度，一般来说，l 值应尽量靠近 r 而略大与 r。L 应接近 R 略小于 R。
7、膜片弹簧材料：制造膜片弹簧用的材料，应具有高的弹性极限和屈服极限，高的静
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外径 D / mm 内径 d / mm
160
110
180
125
200
140
225
150
250
155
280
165
300
175
325
190
350
195
380
205
厚度 h / mm
4 4
内外径之比 单 位 面 积
d/D
F / mm2
10600
13200
16000
22100
30200
40200
46600