推式膜片弹簧离合器的设计
乘用车膜片弹簧离合器毕业设计
乘用车膜片弹簧离合器毕业设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN乘用车膜片弹簧离合器设计第一章绪论论文设计的目的及意义通过了解乘用车离合器的构造，掌握乘用车离合器的工作原理，了解从动盘总成、压盘和膜片弹簧的结构，掌握从动盘总成、压盘和膜片弹簧的设计方法，通过对以上几方面的了解，从而深入的了解离合器。
学会如何查找文献资料、相关书藉，培养学生动手设计项目、自主学习的能力，掌握单独设计课题和项目的方法，设计出满足整车要求并符合相关标准、具有良好的制造工艺性且结构简单、便于维护的乘用车离合器，为以后从事汽车方面的工作或工作中设计其它项目奠定扎实的基础。
通过这次的毕业设计，使学生充分地认识到设计一个工程项目所需经历的步骤和方法，以及身为一个工程技术人员所需具备的素质和所应当完成的工作，为即将进入社会提供了一个良好的学习机会，对于由学生向工程技术人员转变有着重大的实际意义。
论文选题的背景对于以内燃机为动力的汽车，离合器是汽车传动系中直接与发动机相连接的总成，其主要功用是切断和实现对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平稳平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换挡时将发动机与传动系分离，减少变速器中换挡齿轮之间的冲击；在工作中受到大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。
随着汽车发动机转速、功率的不断提高和汽车电子技术的高速发展，人们对离合器的要求越来越高。
从提高离合器工作性能的角度出发，传统的推式膜片弹簧离合器结构正逐步地向拉式膜片弹簧离合器结构发展，传统的操纵形式正向自动操纵的形式发展。
因此，提高离合器的可靠性和延长其使用寿命，适应发动机的高转速，增加离合器传递转矩的能力和简化操纵，已成为离合器的发展趋势。
汽车传动系的设计对汽车的动力学和燃油经济性有着重大影响，而离合器又是汽车传动系中的重要部件。
汽车膜片式弹簧离合器的设计
膜片式离合器的设计离合器装在发动机与变速器之间，汽车从启动到行驶的整个过程中，经常需要使用离合器。
它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步；暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换档和减少换档时的冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，起到一定的保护作用。
离合器类似开关，接合或断离动力传递作用，因此，任何形式的汽车都有离合装置，只是形式不同而已。
现在，电子技术也进入了离合器系统。
一种由控制单元（ECU）控制的离合器已经应用在多款的轿跑车上。
一离合器简介1.1离合器的功用汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动轮。
离合器是汽车传动系中直接与发动机相联系的部件。
在汽车起步前，先要起动发动机，这时应使变速器处于空挡位置，将发动机与驱动轮之间联系断开，以卸除发动机负荷。
待发动机已起动并开始正常的转速运转后，方可将变速器挂上一定档位，使汽车起步。
汽车起步时，汽车是从完全静止的状态逐步加速的。
如果传动系（它联系着整个汽车）与发动机刚性地联系，则变速器一挂上档，汽车将突然向前冲动一下，但并未能起步。
这是因为汽车从静止到前冲时，产生很大惯性力。
对发动机造成很大的阻力矩。
在这惯性阻力矩作用下，发动机在瞬时间转速急剧下降到最低转速（一般为300-500r/min）以下，发动机即熄火而不能工作，当然汽车也不能起步。
离合器的首要功用是保证汽车平稳起步。
在传动系中装设了离合器后，在发动机起动后，汽车起步之前，驾驶员先踩下离合器踏板，将离合器逐渐接合，在离合器逐渐接合过程中，发动机所受阻力矩也逐渐增加，故应同时逐渐踩下加速踏板，即逐步增加对发动机的燃料供给量，使发动机的转速始终保持在最低稳定转速以上，不致熄火。
由于离合器的接合紧密程度增大，发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加。
到牵引力足以克服起步阻力时，汽车即从静止开始运动并逐步加速。
离合器的另一项功用是保证传动系换档时工作平稳。
膜片弹簧离合器的组成和工作原理
膜片弹簧离合器的组成和工作原理膜片弹簧离合器是离合器的一种，与传统的齿轮式离合器相比，具有结构简单，易于维护，使用寿命长的优点。
本文将从组成和工作原理两个方面进行详细介绍。
一、组成膜片弹簧离合器主要由以下几个部分组成：1.驱动盘：安装在引擎曲轴上，并通过传动轴与输入轴相连。
2.从动盘：安装在输出轴上，并通过导向轴和导向套连接驱动盘。
3.膜片弹簧：连接驱动盘和从动盘的膜片，主要作用是传递扭矩。
4.防抖簧：安装在膜片上，用于减小换挡时的振动。
5.压盘：用于压紧膜片弹簧，使其与驱动盘紧密贴合。
除此之外，离合器还包含了其他一些辅助性的部件，例如支撑板、离合器外壳等。
二、工作原理膜片弹簧离合器的工作原理可以通过以下步骤来解释：1.离合器处于释放状态在驾驶时，离合器处于释放状态。
此时，压盘压在膜片弹簧上，使其与从动盘分离，驱动盘和输入轴通过传动器向输出轴传递转矩，此时输出轴还未感知到驱动轴的运动。
2.离合器处于接合状态当驾驶员踩下离合器踏板时，压盘与膜片弹簧之间的力反转，膜片弹簧开始弯曲，并拉起从动盘。
此时，从动盘感知到动力传递到输出轴上，车辆开始运动。
3.离合器处于滑行状态如果离合器接合状态下，驾驶员允许离合器继续捣鼓，然后乘坐者车辆才能因这个离合器传输动量且来到无任务之后，这时离合器处于滑行状态。
微移前轮后，离合器盘从驱动盘上旋转，然后接触压盘，此时它仍有一定的压力，但小于接合状态下的压力，这时离合器处于滑行状态。
综上所述，膜片弹簧离合器的工作原理十分简单，当踏下离合器踏板时，通过膜片弹簧的弯曲转化能量，使驱动盘与从动盘分离或接触，从而调节传递扭矩的大小。
与传统的齿轮式离合器相比，膜片弹簧离合器具有更高的可靠性、更长的使用寿命和更好的性能表现。
膜片弹簧离合器的设计
河南科技大学膜片弹簧离合器的设计目录第一章概述 (3)第二章离合器的结构方案分析 (5)§2.1离合器的主要结构 (5)§2.2离合器的工作原理 (6)§2.3离合器的功用及其结构方案的选择 (7)第三章离合器主要参数的选择 (11)§3.1离合器参数的选择 (11)§3.2摩擦片的约束计算 (12)第四章离合器主要零部件的设计计算 (15)§4.1膜片弹簧的设计 (15)§4.2扭转减震器的设计计算 (22)第五章主要零件的设计计算 (25)§5.1从动盘总成设计计算 (25)§5.2轴径的计算 (27)§5.3压盘和离合器盖得设计 (27)第六章离合器的操纵系统设计 (30)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)第一章概述汽车诞生之前马车是人类最好的陆上交通工具。
1770年法国人呢古拉斯古诺将蒸汽机装在板车上，制造出第一辆蒸汽板车，这是世界上第一辆利用机器为动力的车辆。
1769年，瑞士军官普兰捷尔也造出一辆以蒸汽机为动力的自由行驶的板车，于是又人将普兰捷尔也认定为汽车的始祖之一。
1860年，法国人艾迪勒努瓦发明了一种内部燃烧的汽油发动机，1885年德国工程师卡尔奔驰在曼海姆制成一部装有0.85马力汽油机的三轮车。
德国另一位工程师戈特利布戴姆勒也同时造出了一辆用1.1马力汽油机作动力的三轮车。
他们两被公认为以内燃机为动力的现代汽车的发明者，1886年1月29日也被公认为汽车的诞生日。
汽车从无到有并迅猛发展。
从20世纪初到20世纪50年代，汽车产量大幅增加，汽车技术也有很大进步，相继出现了高速汽油机、柴油机：弧齿锥齿轮和准双面锥齿轮传动、带同步器的齿轮变速器、化油器、差速器、摩擦片式离合器、等速万向节、液压减震器、石棉制动片、充气式橡胶轮胎等。
20世纪50年代到70年代，汽车的主要技术是高速、方便、舒适、流线型车身、前轮独立悬架、液力自动变速器、动力转向、全轮驱动、低压轮胎、子午线轮胎都相继出现。
第三章 膜片弹簧离合器第一节膜片式离合器的结构与工作原理
第三章膜片弹簧离合器第一节膜片式离合器的结构与工作原理膜片弹簧离合器第一节膜片式离合器的结构与工作原理膜片式离合器是一种常见的离合器类型，广泛应用于各种机械设备中。
本节将详细介绍膜片式离合器的结构和工作原理。
一、膜片式离合器的结构膜片式离合器主要由以下几个部分组成：1. 飞轮：飞轮是膜片式离合器的主要部件之一，它连接在发动机的曲轴上。
飞轮具有一定的质量和惯性，能够提供足够的动力传递和储存能量。
2. 隔离器：隔离器位于飞轮和离合器盖之间，起到隔离发动机和变速器的作用。
它通常由金属材料制成，具有一定的强度和刚度，能够承受一定的扭矩和振动。
3. 膜片弹簧：膜片弹簧是膜片式离合器的核心部件，位于隔离器的内侧。
它由多个弯曲的金属片组成，形状类似于扇形。
膜片弹簧具有很强的弹性和柔韧性，能够承受和传递扭矩。
4. 离合器盖：离合器盖是膜片式离合器的外壳，起到保护内部零件和固定膜片弹簧的作用。
它通常由铸铁或铝合金制成，具有一定的强度和刚度。
二、膜片式离合器的工作原理膜片式离合器的工作原理可以分为两个阶段：接合阶段和分离阶段。
1. 接合阶段：当离合器踏板被松开时，发动机的动力通过曲轴传递到飞轮上。
膜片弹簧受到发动机的扭矩作用，产生弯曲变形。
这个变形使得膜片弹簧的外径变小，内径变大，从而使离合器盖向离合器盘方向移动。
离合器盖和离合器盘之间的摩擦力逐渐增大，最终使得离合器盖和离合器盘完全接触，实现动力传递。
2. 分离阶段：当离合器踏板被踩下时，离合器盖和离合器盘之间的摩擦力减小。
膜片弹簧的变形恢复到初始状态，离合器盖向发动机方向移动，与离合器盘分离。
这样，发动机的动力不再传递到变速器，实现离合器的分离。
膜片式离合器通过膜片弹簧的变形来实现离合和接合的功能。
膜片弹簧的设计和材料选择非常重要，它们直接影响离合器的工作性能和寿命。
三、膜片式离合器的优点和应用膜片式离合器相比其他类型的离合器具有以下优点：1. 结构简单：膜片式离合器的结构相对简单，易于制造和维修。
离合器设计(推式膜片弹簧)
辽宁工业大学汽车设计课程设计（论文）题目： 1.6LMT马自达3轿车离合器设计院（系）：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程075学号：071201127学生姓名：张相坤指导教师：王天利教师职称：教授起止时间：2012.1.8～2012.2.25课程设计（论文）任务及评语目录第1章离合器设计的目的和要求 (1)1.1离合器设计的目的 (1)1.2离合器设计的要求 (1)第2章离合器设计的内容和方案的分析与确定 (2)2.1离合器设计的内容 (2)2.2离合器方案的分析与确定 (2)第3章主要零部件设计计算和验算的简要过程 (5)3.1 摩擦片的设计 (5)3.2 离合器基本参数的优化 (7)3.3 膜片弹簧的设计 (10)第4章主要部件结构设计说明 (15)4.1从动盘总成的设计 (15)4.2离合器盖和压盘的方式选择 (16)4.3分离轴承的选择 (17)4.4离合器的通风散热 (17)4.5扭转减振器的设计 (17)4.6离合器的操纵机构选择 (21)第5章经济、技术分析及对设计所作的简要评语 (22)5.1经济、技术分析 (22)5.2简评 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录 (25)第1章离合器设计的目的和要求1.1离合器设计的目的离合器是汽车传动系统中直接与发动机相联系的部件，按其功能要求，在结构上主要由主动部分 (发动机飞轮、离合器盖和压盘等)、从动部分 (从动盘)压紧机构 (压紧弹簧)和操纵机构 (分离叉、分离轴承、离合器踏板及传动部件等)等组成。
主要作用是保证汽车起步平稳，保证传动系统换挡时工作平顺，防止传动系统过载等，本次马自达3轿车离合器设计的目的是通过本课程设计，掌握膜片弹簧压紧型式的离合器的设计方法、步骤，进一步了解离合器的工作状况和性能，提高机械产品的设计能力。
1.2离合器设计的要求摩擦式离合器的结构类型非常多，而且有多种组合方式，但不管哪种结构类型，也不管什么组合方式，对它们的使用要求是一致的。
膜片弹簧离合器的设计毕业设计(含全套CAD图纸)
学科门类 ： 单位代码 ：毕业设计说明书（论文）膜片弹簧离合器的设计学生姓名所学专业班 级学 号指导教师XXXXXXXXX 系二 ○ **年 X X 月目录第1章 绪 论 (3)1.1引言 (4)1.2离合器的发展 (4)1.3膜片弹簧离合器的结构及其优点 (5)1.3.1膜片弹簧离合器的结构 (5)1.3.2膜片弹簧离合器的工作原理 (6)1.3.3膜片弹簧离合器的优点 (7)1.4设计内容 (7)1.5 Pro/E软件的特点 (7)1.6方案选择 (8)第2章 基本尺寸参数选择 (9)2.1离合器基本性能关系式 (9)2.2后备系数的选择 (9)2.3摩擦片外径的确定 (9)2.4摩擦片的Pro/E绘图过程 (11)2.5本章小结 (13)第3章 主动部分设计 (14)3.1压盘设计 (14)3.1.1压盘参数的选择和校核 (14)3.1.2压盘的Pro/E绘图过程 (14)3.2离合器盖设计 (16)3.3传动片设计 (16)3.4本章小结 (17)第4章 从动盘总成设计 (18)4.1摩擦片设计 (18)4.2从动盘毂设计 (18)4.3从动片设计 (20)4.4扭转减振器设计 (20)4.4.1扭转减振器的功能 (20)4.4.2 扭转减振器的结构类型的选择 (20)4.4.3扭转减振器的参数确定 (22)4.4.4减振弹簧的尺寸确定 (24)4.4.5扭转减振器的Pro/E绘图过程 (25)第5章 膜片弹簧设计 (29)5.1膜片弹簧的概念 (29)5.2膜片弹簧的弹性特性 (29)5.3膜片弹簧的强度计算 (31)5.4膜片弹簧基本参数的选择 (32)5.5膜片弹簧的Pro/E绘图过程 (34)5.6本章小结 (36)结 论 (37)参考文献 (38)第 1 章 绪 论1.1 引言以内燃机在作为动力的机械传动汽车中， 离合器是作为一个独立的总成而存在的。
离合器通常装在发动机与变速器之间，其主动部分与发动机飞轮相连，从动部分与变 速器相连。
膜片弹簧离合器毕业设计_概述说明以及解释
膜片弹簧离合器毕业设计概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在现代机械设计中，离合器是一种关键的传动装置，其作用是实现发动机与传动系统之间的连接和断开。
膜片弹簧离合器作为一种常见的离合器类型，在汽车、摩托车等交通工具中得到广泛应用。
本文将详细介绍膜片弹簧离合器的构造、工作原理以及其在毕业设计中的应用。
通过对膜片弹簧离合器的探究，我们可以更好地理解其内部结构、力学特性及运行机制，并且能够应用于毕业设计项目中。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分：引言、膜片弹簧离合器的构造和工作原理、膜片弹簧离合器在毕业设计中的应用、实验与结果分析以及结论和展望。
首先，在引言部分，我们将给出本文的概述，并介绍文章的整体结构，帮助读者对全文有一个清晰的认识。
接下来，在第二部分，我们将详细讨论膜片弹簧离合器的构造和工作原理。
首先进行概述，介绍膜片弹簧离合器的基本概念和重要性。
然后，我们将详细探讨膜片弹簧离合器的组成部分以及各个部分的功能。
最后，我们将深入了解膜片弹簧离合器的工作原理，解释其如何实现发动机与传动系统之间的连接和断开。
第三部分将重点讨论膜片弹簧离合器在毕业设计中的应用。
我们将介绍毕业设计的背景，并详细描述在该设计中选择和参数设定膜片弹簧离合器的过程。
此外，我们还会探讨如何利用仿真和优化技术来改善毕业设计中膜片弹簧离合器的性能。
在第四部分，我们将进行实验与结果分析。
我们将设计实施一系列实验，并对实验结果进行详细分析。
通过这些实验与结果分析，我们可以评估膜片弹簧离合器在毕业设计中的性能表现，并更好地了解其优势和局限性。
最后，在第五部分，我们将总结全文并给出结论和展望。
我们会总结本次毕业设计取得的成果，并阐明其对相关领域的贡献。
同时，我们也会指出一些存在的问题，并提出未来改进的方向和展望。
1.3 目的本文的主要目的是全面介绍膜片弹簧离合器的构造、工作原理以及其在毕业设计中的应用。
同时，通过对膜片弹簧离合器进行实验与结果分析，探究其性能表现和优化空间。
离合器膜片弹簧设计
离合器膜片弹簧设计一、 膜片弹簧的结构特点膜片弹簧离合器分推式和拉式，下面的设计中采用拉式结构。
膜片弹簧在结构形状上分为两部分。
在膜片弹簧的大端处为一完整的截锥体，它的形状像一个无底的碟子和一般机械上用的碟形弹簧完全一样，故称作碟簧部分。
膜片弹簧起弹性作用的正是其碟簧部分。
碟形弹簧的弹性作用是这样：沿其轴线方向加载，碟簧受压变平，卸载后又恢复原形所。
可以说膜片弹簧是碟形弹簧的一种特殊结构形式。
所不同的是，在膜片弹簧上还包括有径向开槽部分。
膜片弹簧上的径向开槽部分像一圈瓣片，它的作用是，当离合器分离时作为分离杠杆。
故它又称分离爪。
分离爪与碟簧部分交接处的径向槽较宽呈长方圆形孔。
这样做，一方面可以减少分离爪根部应力集中，一方面又可用来安置销钉固定膜片弹簧，分离爪根部的过渡圆角R ＞4.5。
二、膜片弹簧的变形特性和加载方式由于膜片弹簧采用拉式结构，故其正装。
离合器在分离和接合时，膜片弹簧的加载情况不一样，相应的有两种加载方式和变形情况：（1）接合时：离合器接合时，膜片弹簧起压紧弹簧之用，在压盘——离合器盖总成未与飞轮装合以前，膜片弹簧近似处于自由状态，膜片弹簧对压盘无压紧作用。
当压盘——离合器盖总成与飞轮装合时，离合器盖前端面向飞轮前端面靠拢。
因此，离合器盖通过支承环4对膜片弹簧施加载荷P 1，膜片弹簧几乎变平。
同时在压盘处也作用有载荷P 1。
我们把P 1称作压紧力。
支承环4和膜片弹簧压盘接触处之间的高度变化称作大端变形1λ，膜片弹簧分离轴承相对于压盘高度的变化称之为小端变形2λ。
（2）分离时：当分离轴承以P 2力作用在膜片弹簧的小端时，支承环4逐渐不起作用，而支承环5开始起作用。
当P 2力达到一定值时，膜片弹簧被压翻。
分离时在膜片弹簧的大端处及小端处将进一步产生附加变形f 1λ和f 2λ。
此时膜片弹簧大端处的变形1λ=f 1λ+b 1λ。
三、 膜片弹簧的弹性变形特性前面说过膜片弹簧起弹性作用的部分是其碟簧部分，碟簧部分的弹性变形特性和螺旋弹簧是不一样的，它是一中非线性的弹簧，其特性和碟簧部分的原始内截锥高H 及弹簧片厚h 的比值H/h 有关。
推式膜片弹簧离合器设计
伊兰特1.6标准型离合器设计目录第1章概述 (2)第2章离合器的结构和基本参数的确定 (2)2.1离合器结构型式的确定 (2)2.2离合器基本参数的确定 (3)第3章离合器的设计 (5)3.1从动盘总成 (5)3.1.1 从动盘毂 (5)3.1.2 从动片设计 (6)3.1.3 从动盘摩擦片 (6)3.1.4 波形片和减振弹簧 (7)3.2膜片弹簧设计 (7)3.2.1膜片弹簧设计计算的基本公式 (7)3.2.2膜片弹簧基本参数的确定 (8)3.2.3 强度校核 (11)3.3离合器盖及压盘总成的设计 (12)3.3.1离合器盖设计 (12)3.4压盘结构设计 (12)3.4.1压盘结构设计 (12)3.4.2压盘几何尺寸的确定 (13)3.4.3传力方式的选择 (13)3.5分离轴承总成 (13)3.6操纵机构设计 (14)参考文献 (14)伊兰特1.6标准型离合器设计第1章概述离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。
在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。
目前，各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置。
它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、和操纵机构等四部分。
离合器的功用主要的功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递，保证汽车起步时将发动机与传动系平顺地接合，确保汽车平稳起步；在换档时将发动机与传动系分离，减少变速器中换档齿轮之间的冲击；在工作中受到较大的动载荷时，能限制传动系所承受的最大转矩，以防止传动系各零件因过载而损坏；有效地降低传动系中的振动和噪声。
膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型汽车上广泛采用的一种离合器，它的转矩容量大而且较稳定，操作轻便，高速是平衡性好、结构简单且较紧凑、散热通风性能好、使用寿命长，也能大量生产。
车辆离合器膜片弹簧的设计与优化
车辆离合器膜片弹簧的设计与优化摘要: 膜片弹簧是汽车离合器的重要部件，是由弹簧钢板冲压而成，形状呈碟形。
膜片弹簧结构紧凑且具有非线性特性，高速性能好，工作稳定，踏板操作轻便，因此得到广泛使用。
本文通过对膜片弹簧建立数学模型，特别通过引入加权系数同时对两个目标函数进行比例调节，并用MATLAB 编程来优化设计参数。
通过举例，结果证明在压紧力稳定性，分离力及结构尺寸上优化结果较为理想。
关键词: 膜片弹簧；优化设计；MATLAB1.引言1.1离合器膜片弹簧弹性特性的数学表达式膜片弹簧是汽车离合器中重要的压紧组件，结构比较复杂，内孔圆周表面上有均布的长径向槽，槽根为较大的长圆形或矩形窗孔，这部分称为分离指；从窗孔底部至弹簧外圆周的部分像一个无底宽边碟子，其截面为呈锥形，称之为碟簧。
膜片弹簧的结构如图1-1所示。
图1-1 膜片弹簧结构示意图 图1-2 膜片弹簧结构主要参数 膜片弹簧主要结构参数如图2所示。
R 是自由状态下碟簧部分大端半径。
R 1、 r 1分别是压盘加载点和支承环加载点半径，H 是自由状态下碟簧部分的内截锥高度。
膜片弹簧在自由、压紧和分离状态下的变形如图1-3所示。
图1-3 膜片弹簧在不同工作状态下的变形膜片弹簧大端的压紧力F 1与大端变形量1λ之间的关系为：()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⋅-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⋅-⋅-⋅-=21111112112112/ln 16E F h r R r R H r R r R H r R r R h λλμλπ（1） 式中，r 为自由状态碟簧部分小端半径(mm)；h 为膜片弹簧钢板厚度(mm)。
显然，膜片弹簧大端的压紧力F 1与大端变形量1λ的函数关系为非线性关系。
由式（1）可以看出膜片弹簧大端的压紧力F 1分别为R 、r 、H 、h 、R 1、r 1等参数有关，故膜片弹簧弹性特性较一般螺旋弹簧要复杂得多。
以某国产小轿车离合器为例，离合器主要性能结构参数为：最大摩擦力矩为700N ·m 。
轿车膜片弹簧离合器的设计
轿车膜片弹簧离合器的设计一、绪论随着现代汽车工业的飞速发展，轿车作为交通工具已经深入到人们生活的方方面面。
作为轿车核心部件之一的离合器，其性能直接影响到车辆的驾驶舒适性、安全性和经济性。
在众多离合器类型中，膜片弹簧离合器因其结构简单、可靠性高、维护方便等优点，在轿车领域得到了广泛应用。
本文旨在对轿车膜片弹簧离合器的设计进行深入探讨，分析其工作原理、设计要点及优化方向，为我国轿车离合器设计领域提供理论参考和技术支持。
膜片弹簧离合器作为一种典型的轿车离合器，其主要功能是连接和断开发动机与变速器之间的动力传递。
当离合器接合时，发动机的动力通过离合器传递给变速器，进而驱动车轮当离合器分离时，发动机与变速器之间的动力传递中断，使车轮得以自由转动。
膜片弹簧离合器的设计涉及到多个方面，包括弹簧材料的选择、弹簧的形状和尺寸、离合器片的材料及热处理工艺等。
这些设计要素对离合器的性能有着至关重要的影响。
本文将从以下几个方面对轿车膜片弹簧离合器的设计进行论述：介绍膜片弹簧离合器的工作原理和结构特点分析影响离合器性能的关键设计因素探讨如何通过优化设计提高离合器的性能结合实际案例，分析现有膜片弹簧离合器设计的优点和不足，并提出改进方向。
二、轿车离合器设计基础理论离合器是汽车传动系统中的重要组成部分，其性能直接影响到汽车的动力传递和行驶平稳性。
轿车膜片弹簧离合器作为现代轿车的主流选择，其设计理论涉及力学、材料学、摩擦学等多个领域。
力学原理：离合器的主要功能是在发动机与传动系统之间传递或切断动力。
当离合器结合时，膜片弹簧的弹性变形产生的压力使摩擦片紧密结合，从而传递扭矩当离合器分离时，膜片弹簧恢复形变，摩擦片之间的压力减小，实现动力的切断。
离合器的设计必须确保在各种工作条件下，膜片弹簧能够提供稳定且足够的压力。
材料学考虑：膜片弹簧和摩擦片是离合器的关键部件，其材料的选择直接影响到离合器的性能和寿命。
膜片弹簧通常采用高强度、高弹性的合金钢材料，以确保在承受大负荷时仍能保持稳定的弹性变形摩擦片则要求具有良好的摩擦性能、耐磨性和热稳定性，以保证离合器在高速、高温、高负荷条件下仍能正常工作。
（完整版）膜片弹簧离合器的设计与分析
（完整版）膜⽚弹簧离合器的设计与分析膜⽚弹簧离合器的设计与分析第⼀章离合器概述1.1离合器的简介：联轴器、离合器和制动器是机械传动系统中重要的组成部分，共同被称为机械传动中的三⼤器。
它们涉及到了机械⾏业的各个领域。
⼴泛⽤于矿⼭、冶⾦、航空、兵器、⽔电、化⼯、轻纺和交通运输各部门。
离合器是⼀种可以通过各种操作⽅式，在机器运⾏过程中，根据⼯作的需要使两轴分离或结合的装置。
对于以内燃机为动⼒的汽车，离合器在机械传动系中是作为⼀个独⽴的总成⽽存在的，它是汽车传动系中直接与发动机相连的总成。
⽬前，各种汽车⼴泛采⽤的摩擦离合器是⼀种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动⼒且能分离的装置。
它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构、和操纵机构等四部分。
离合器作为⼀个独⽴的部件⽽存在。
它实际上是⼀种依靠其主、从动件之间的摩擦来传递动⼒且能分离的机构，见图1-1离合器⼯作原理图图1-1离合器⼯作原理图1—飞轮；2—从动盘；3—离合器踏板；4—压紧弹簧；5—变速器第⼀轴；6—从动盘毂1.2汽车离合器的主要的功⽤：1.保证汽车平稳起步：起步前汽车处于静⽌状态，如果发动机与变速箱是刚性连接的，⼀旦挂上档，汽车将由于突然接上动⼒突然前冲，不但会造成机件的损伤，⽽且驱动⼒也不⾜以克服汽车前冲产⽣的巨⼤惯性⼒，使发动机转速急剧下降⽽熄⽕。
如果在起步时利⽤离合器暂时将发动机和变速箱分离，然后离合器逐渐接合，由于离合器的主动部分与从动部分之间存在着滑动磨擦的现象，可以使离合器传出的扭矩由零逐渐增⼤，⽽汽车的驱动⼒也逐渐增⼤，从⽽让汽车平稳地起步。
2.便于换档：汽车⾏驶过程中，经常换⽤不同的变速箱档位，以适应不断变化的⾏驶条件。
如果没有离合器将发动机与变速箱暂时分离，那么变速箱中啮合的传动⼒齿轮会因载荷没有卸除，其啮合齿⾯间的压⼒很⼤⽽难于分开。
另⼀对待啮合齿轮会因⼆者圆周速度不等⽽难于啮合。
即使强⾏进⼊啮合也会产⽣很⼤的齿端冲击，容易损坏机件。
汽车膜片弹簧离合器课程设计主要计算和注意问题（1）
汽车膜⽚弹簧离合器课程设计主要计算和注意问题（1）注意：按照课程设计的要求完成，⼀般对以下部分详细计算： 1) 离合器基本结构尺⼨、参数的选择 2) 膜⽚弹簧的参数计算和选择 3) 从动盘（摩擦⽚的计算选择） 4) 操纵机构计算绘图时必须按照设计计算参数绘制，未详细计算部分参考选择，但是必须保证结构正确，⽆⼯作⼲涉，⽅便加⼯！膜⽚弹簧离合器设计计算（某中型轿车举例）2摩擦离合器基本结构尺⼨、参数的选择已知条件：某中型轿车发动机数据: 缸数：4缸排量：1.7升点⽕系统：1-3-4-2最⼤功率 96/5000 KW/rpm 最⼤扭矩 220/3500 N 2m/rpm2.1离合器基本性能关系式为了能可靠地传递发动机最⼤转矩max c T ，离合器的静摩擦⼒矩c T 应⼤于发动机最⼤转矩，⽽离合器传递的摩擦⼒矩c T ⼜决定于其摩擦⾯数Z 、摩擦系数f 、作⽤在摩擦⾯上的总压紧⼒P Σ与摩擦⽚平均摩擦半径R m ，即m N R ZfP e r e c ?=T =T max β【1】（2-1）式中：β—离合器的后备系数。
f—摩擦系数，计算时⼀般取0.25～0.30。
Z —摩擦⾯数2.2摩擦⽚外径D 与内径d 的选择当按发动机最⼤转矩max e T （N 2m ）来确定D 时，有下列公式可作参考：AT D e /100max =【1】（2-2）式中A 反映了不同结构和使⽤条件对D 的影响，在确定外径D 时，有下列经验公式可供初选时使⽤：maxe D T K D ?=【1】（2-3）轿车：K D =14.5轻、中型货车：单⽚K D =16.0～18.5双⽚K D =13.5～15.0重型货车：K D =22.5～24.0本次设计所设计的是中型轿车（T emax /n T 为220Nm/3500rpm 、P emax /n P 为96kw/5000rpm ）的膜⽚弹簧离合器。
所设计的离合器摩擦⽚为单⽚，选择K D =14.5。
第三章 膜片弹簧离合器第一节膜片式离合器的结构与工作原理
第三章膜片弹簧离合器第一节膜片式离合器的结构与工作原理陕汽新M3000系列重卡选用膜片弹簧离合器。
所谓膜片弹簧离合器就是用一个整体式的膜片弹簧代替螺旋弹簧和分离杠杆（分离压爪）。
WP10系列发动机选装直径φ430毫米的膜片弹簧离合器，WP6、WP7系列发动机选装直径φ395毫米的膜片弹簧离合器，就是说新M3000重卡的离合器的从动盘（摩擦片）直径为φ430毫米或φ395毫米。
图3-0 离合器操作系统整体空间布局图踏板紧固螺栓拧紧力矩为：21-25Nm，分泵安装螺栓拧紧力矩为：41-51Nm。
一、膜片弹簧离合器结构和工作原理膜片弹簧离合器有两种操纵形式，一种是推式，另一种是拉式。
所谓推式离合器，就是与常规离合器相同，离合器分离轴承向前推动膜片弹簧使离合器分离，而拉式离合器是分离轴承向后拉动膜片弹簧使离合器分离。
图3-1就是推式离合器的压盘总成，图3-2所示为拉式离合器压盘总成。
图3-1 推式离合器压盘总成图3-2 拉式离合器压盘总成1、推式离合器1.从动盘2.飞轮3.压盘4.膜片弹簧5.分离轴承6.分离拐臂7.压盘壳8.分离轴承壳 9.飞轮壳 10.离合器工作缸（分泵） 11.推杆图3-3 推式离合器结构示意图图3-3和3-4分别给出推式离合器结构和原理简图。
如图3-3，推式离合器与常规的螺旋弹簧离合器结构相近，只是用一只膜片弹簧代替了螺旋弹簧和分离杠杆（分离压爪）。
膜片弹簧4是一个鼓形弹簧，在内圈圆周上开有若干槽，它一方面起到将压盘3紧紧地将从动盘1压紧在飞轮2上的作用，同时又起到分离杠杆的作用。
如图3-5，与常规螺旋弹簧离合器不同的是，膜片弹簧离合器在圆周上布置有四片联接压盘壳和压盘的传动片。
每个传动片都是由四片弹性刚片组成。
它的作用是将发动机旋转的动力传递给压盘，从而使压紧的压盘和飞轮共同带动从动盘摩擦片共同旋转。
1.从动盘2.飞轮3.压盘4.膜片弹簧5.分离轴承6.分离拐臂7.压盘壳8.分离轴承壳 9.飞轮壳 10.离合器工作缸（分泵） 11.推杆图3-4 推式离合器工作原理图图3-5 压盘壳与压盘之间的传动片如图3-3和3-4，膜片4靠弹力将压盘3和从动盘摩擦片1紧紧地压紧在飞轮2的表面上。
案例2-离合器膜片弹簧的有限元分析
〖汽车理论与设计〗精品课程建设精品课程建设 福州大学机械工程及自动化学院车辆工程系图1 膜片弹簧的基本结构膜片弹簧的基本结构 案例二、离合器膜片弹簧的有限元分析 在工程技术领域，对于许多力学问题和物理问题，人们已经得到了它们应遵循的基本方程和相应的定解条件，程和相应的定解条件，但对于其中的大多数问题，但对于其中的大多数问题，但对于其中的大多数问题，由于方程某些特性的非线性性质，由于方程某些特性的非线性性质，由于方程某些特性的非线性性质，或由于或由于求解区域的几何形状比较复杂，求解区域的几何形状比较复杂，不能求得解析解。
不能求得解析解。
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对于这类问题，对于这类问题，对于这类问题，以前常常通过引入简化条以前常常通过引入简化条件，进行简化状态下的解答，进行简化状态下的解答，但过多的简化可能导致误差很大甚至是错误。
但过多的简化可能导致误差很大甚至是错误。
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二十世纪六十年二十世纪六十年代以来，随着计算机的飞速发展和广泛应用，数值分析方法已经成为求解这类问题的主要工具，其中，有限单元法（Finite Element Method ）在工程实践中已得到了广泛的认可。
）在工程实践中已得到了广泛的认可。
）在工程实践中已得到了广泛的认可。
有限单元法的基本思路是将复杂的结构视为由有限的、有限单元法的基本思路是将复杂的结构视为由有限的、简单的基本单元所组成。
简单的基本单元所组成。
这种基于离散化的数值计算方法，借助于矩阵方法与计算机相结合，几乎适用于求解所有的连续介质和场问题。
对于有限元法的原理，大家可到图书馆参阅相关书籍[1]。
在汽车设计中，与固体力学、流体力学、热力学、声学、电磁学等相关的问题都可以应用有限元法求解，并且在很多问题上已经成为汽车研发流程中重要的环节。
很多问题上已经成为汽车研发流程中重要的环节。
在下面的例子中，应用有限元法分析了离合器膜片弹簧的弹性特性。
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推式膜片弹簧离合器的设计目录1 论述 (4)1.1离合器概述................................... 错误！未定义书签。
1.2离合器的功用......................................................................错误！未定义书签。
1.3离合器的工作原理 ....................................................................错误！未定义书签。
1.4 膜片弹簧离合器概述 02离合器结构方案选取 (2)2.1 离合器车型的选定 (2)2.2 离合器设计的基本要求 (2)2.3 离合器结构设计 (2)2.3.1 摩擦片的选择 (2)2.3.2 压紧弹簧布置形式的选择 (3)2.3.3 压盘的驱动方式 (3)2.3.4 分离杠杆、分离轴承 (3)2.3.5 离合器的散热通风 (4)3 离合器基本结构参数的确定 (4)3.1摩擦片主要参数的选择 (4)3.1.1摩擦片的校核 (5) (6)3.1.2离合器单位摩擦面积滑磨功3.2离合器后备系数β的确定 (6)3.3单位压力P的确定 (7)4 离合器从动盘设计 (7)4.1从动盘结构介绍 (7)4.2 从动盘设计 (8)4.2.1 从动片的选择和设计 (9)4.2.2 从动盘毂的设计 (9)4.2.3摩檫片的材料选取及与从动片的固紧方式 (10)5 离合器压盘设计 (11)5.1压盘的传力方式的选择 (11)5.2压盘的几何尺寸的确定 (11)5.3压盘传动片的材料选择 (12)5.4离合器盖的设计 (12)6离合器分离装置设计 (13)6.1分离杆的设计 (13)6.2离合器分离套筒和分离轴承的设计 (13)7 离合器膜片弹簧设计 (14)7.1 膜片弹簧的结构特点 (14)7.3 膜片弹簧的弹性变形特性 (15)7.4 膜片弹簧的参数尺寸确定 (16)7.4.1 H/h比值的选取 (17)7.4.2 R及R/r确定 (17)7.4.3 膜片弹簧起始圆锥底角α (18)7.4.4 膜片弹簧的优化设计 (18)7.4.5 分离指数目n 、切槽宽1δ、窗孔槽宽2δ、及半径r e (19)7.4.6 压盘加载点半径1R 和支承环加载点半径1r 的确定 (19)7.4.7膜片弹簧的强度计算 (20)8 扭转减震器设计 (23)8.1 扭转减振器的功用 (23)8.2减振器的结构设计 (23)9 离合器壳设计 (25)结 论 (26)参 考 文 献 (27)致 谢 .....................................................................................错误！未定义书签。
图1.1 离合器总成3-从动盘6-压盘1-离合器盖螺栓2-离合器盖9-膜片弹簧13-分离轴承1.4 膜片弹簧离合器概述膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型载货汽车上广泛采用的一种离合器。
因其作为压簧，可以同时兼起分离杠杆的作用，使离合器的结构大为简化，质量减少，并显著地缩短了离合器的轴向尺寸。
其次，由于膜片弹簧与压盘以整个圆周接触，使压力分布均匀。
另外由于膜片弹簧具有非线性弹性特性，故能在从动盘摩擦片磨损后，弹簧仍能可靠的传递发动机的转矩，而不致产生滑离。
离合器分离时，使离合器踏板操纵轻便，减轻驾驶员的劳动强度。
此外，因膜片是一种对称零件，平衡性好，在高速下，其压紧力降低很少，而周布置弹离合器在高速时，因受离心力作用会产生横向挠曲，弹簧严重鼓出，从而降低了对压盘的压紧力，从而引起离合器传递转矩能力下降。
那么可以看出，对于轻型车膜片弹簧离合器的设计研究对于改善汽车离合器各方面的性能具有十分重要的意义。
作为压紧弹簧的所谓膜片弹簧，是由弹簧钢冲压成的，具有“无底碟子”形状的截锥形薄壁膜片，且自其小端在锥面上开有许多径向切槽，以形成弹性杠杆，而其余未切槽的大端截锥部分则起弹簧作用。
膜片弹簧的两侧有支承圈，而后者借助于固定在离合器盖上的一些（为径向切槽数目的一半）铆钉来安装定位。
当离合器盖用螺栓固定到飞轮上时，由于离合器盖靠向飞轮，后支承圈则压膜片弹簧使其产生弹性变形，锥顶角变大，甚至膜片弹簧几乎变平。
同时在膜片弹簧的大端对压盘产生压紧力使离合器处于结合状态。
当离合器分离时，分离轴承前移膜片弹簧压前支承圈并以其作为支点发生反锥形的转变，使膜片弹簧大端后移，并通过分离钩拉动压盘后移使离合器分离。
膜片弹簧离合器具有很多优点：首先，由于膜片弹簧具有非线性特性，因此设计摩擦片磨损后，弹簧压力几乎不变，且可以减轻分离离合器时的踏板力，使操纵轻便；其次，膜片弹簧的安装位置对离合器轴的中心线是对称的，因此其压紧力实际上不受离心力的影响，性能稳定，平衡性也好；再者，膜片弹簧本身兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使离合器结构大为简化，零件数目减少，质量减小并显著缩短了轴向尺寸；另外，由于膜片弹簧与压盘是以整个圆周接触，使压力分布均匀，摩擦片的接触良好，摩擦均匀，也易于实现良好的通风散热等。
由于膜片弹簧离合器具有上述一系列优点，并且制造膜片弹簧离合器的工艺水平在不断提高，因此这种离合器在轿车及微型、轻型客车上得到广泛运用，而且正大力扩展到载货汽车和重型汽车上，国外已经设计出了传递转矩为80~~2000N.m、最大摩擦片外径达420的膜片弹簧离合器系列，广泛用于轿车、客车、轻型和中型货车上。
甚至某些总质量达28~32t的重型汽车也有采用膜片弹簧离合器的，但膜片弹簧的制造成本比圆柱螺旋弹簧要高。
膜片弹簧离合器的操纵采用压式机构，即离合器分离时膜片弹簧弹性杠压杆内端的分离指处是承受压力。
2离合器结构方案选取2.1 离合器车型的选定本设计针对的车型是微型客车。
其基本参数如下：2.2 离合器设计的基本要求为了保证离合器具有良好的工作性能，设计离合器应满足以下要求：1)在任何行驶条件下，都能可靠地传递发动机的最大转矩，并有适当的转矩储备，又能防止传动系过载。
2)接合时要完全、平顺、柔和，保证汽车起步时没有抖动和冲击。
3)分离要迅速、彻底。
4)从动部分转动惯量要小，以减轻换挡时变速器齿轮间的冲击，便于换挡和减小同步器的磨损。
5)具有足够的吸热能力和良好的通风散热效果，以保证工作温度不致过高，延长其使用寿命。
6)应能避免和衰减传动系的扭转振动，并具有吸收振动、缓和冲击和降低噪声的能力。
7)操纵轻便、准确，以减轻驾驶员的疲劳。
8)作用在从动盘上的总压力和摩擦离合器和摩擦材料的摩擦因数在离合器工作过程中变化要尽可能小，以保证有稳定的工作性能。
9)具有足够的强度和良好的动平衡，以保证其工作可靠、使用寿命长。
10)结构应简单、紧凑，质量小，制造工艺性好，拆装、维修、调整方便。
2.3 离合器结构设计2.3.1 摩擦片的选择单片离合器因为结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分转动惯量小，在使用时能保证分离彻底接合平顺，所以被广泛使用于轿车和中、小型货车，因此该设计选择单片离合器。
2.3.2 压紧弹簧布置形式的选择离合器压紧装置可分为周布弹簧式、中央弹簧式、斜置弹簧式、膜片弹簧式等。
其中膜片弹簧的主要特点是用一个膜片弹簧代替螺旋弹簧和分离杠杆。
膜片弹簧与其他几类相比又有以下几个优点[9]：（1）由于膜片弹簧有理想的非线性特征,弹簧压力在摩擦片磨损范围内能保证大致不变，从而使离合器在使用中能保持其传递转矩的能力不变。
当离合器分离时，弹簧压力不像圆柱弹簧那样升高，而是降低，从而降低踏板力；（2）膜片弹簧兼起压紧弹簧和分离杠杆的作用，使结构简单紧凑，轴向尺寸小，零件数目少，质量小；（3）高速旋转时，压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱弹簧压紧力明显下降；（4）由于膜片弹簧大断面环形与压盘接触，故其压力分布均匀，摩擦片磨损均匀，可提高使用寿命；（5）易于实现良好的通风散热，使用寿命长；（6）平衡性好；（7）有利于大批量生产，降低制造成本。
但膜片弹簧的制造工艺较复杂，对材料质量和尺寸精度要求高，其非线性特性在生产中不易控制，开口处容易产生裂纹，端部容易磨损。
近年来，由于材料性能的提高，制造工艺和设计方法的逐步完善，膜片弹簧的制造已日趋成熟。
因此，我选用膜片弹簧式离合器。
2.3.3 压盘的驱动方式在膜片弹簧离合器中，扭矩从离合器盖传递到压盘的方法有三种[9]：（1）凸台—窗孔式：它是将压盘的背面凸起部分嵌入在离合器盖上的窗孔内，通过二者的配合，将扭矩从离合器盖传到压盘上，此方式结构简单，应用较多；缺点：压盘上凸台在传动过程中存在滑动摩擦，因而接触部分容易产生分离不彻底。
（2）径向传动驱动式：这种方式使用弹簧刚制的径向片将离合器盖和压盘连接在一起，此传动的方式较上一种在结构上稍显复杂一些，但它没有相对滑动部分，因而不存在磨损，同时踏板力也需要的小一些，操纵方便；另外，工作时压盘和离合器盖径向相对位置不发生变化，因此离合器盖等旋转物件不会失去平衡而产生异常振动和噪声。
（3）径向传动片驱动方式：它用弹簧钢制的传动片将压盘与离合器盖连接在一起，除传动片的布置方向是沿压盘的弦向布置外，其他的结构特征都与径向传动驱动方式相同。
经比较，我选择径向传动驱动方式。
2.3.4 分离杠杆、分离轴承分离杠杆的作用由膜片弹簧承担，其作用是通过分离轴承克服离合器弹簧的推力并推动压盘移动，从而使压盘与从动盘和从动盘与飞轮相互分离，截断动力的传递，分离杠杆要具有足够的强度和刚度，以承受反复作用在其上面的弯曲应力，分离轴承的作用是通过分离叉的作用使分离轴承沿变速器前端盖导向套作轴向移动，推动旋转中的膜片弹簧中部分离前端，使离合器起到分离作用。
分离本次设计选用的是油封轴承，它可以将润滑脂密封在轴承壳内，使用中不需要增加润滑，相比供油式轴承则需增加。
2.3.5 离合器的散热通风试验表明，摩擦片的磨损是随压盘温度的升高而增大的，当压盘工作表面超过200~180°C 时摩擦片磨损剧烈增加，正常使用条件的离合器盘，工作表面的瞬时温度一般在180°C 以下。
在特别频繁的使用下，压盘表面的瞬时温度有可能达到C 1000。
过高的温度能使压盘受压变形产生裂纹和碎裂。
为使摩擦表面温度不致过高，除要求压盘有足够大的质量以保证足够的热容量外，还要求散热通风好。
改善离合器散热通风结构的措施有：在压盘上设散热筋，或鼓风筋；在离合器中间压盘内铸通风槽；将离合器盖和压杆制成特殊的叶轮形状，用以鼓风；在离合器外壳内装导流罩。
膜片弹簧式离合器本身构造能良好实现通风散热效果，故不需作另外设置.3 离合器基本结构参数的确定3.1摩擦片主要参数的选择摩擦片外径是离合器的主要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。