膜片弹簧课程了设计说明书

此设计为矿用自卸车离合器上的膜片弹簧。在下面的第一部分中，分别对该车的最大起步坡度和最大爬坡度进行计算和比较。后面的部分是对该车膜片弹簧的设计及校核。

1、滑磨功与温升校核

1.1用矿用自卸车的行驶阻力系数表示滑磨功L（N·m）

L=

式中，：发动机最大转矩时转速，取1400；

：汽车总质量换算后得到的相对转动惯量，==3.687kg·；

：发动机旋转部件及离合器主动部分的转动惯量，取2.983kg·；

：汽车阻力矩，=·,N·m；

:发动机最大转矩，取1400N·m；

：离合器最大静摩擦力矩，取2100N·m；

：离合器后备系数，=；

：汽车总质量，取65t；

：传动系效率，取0.8；

:车轮滚动半径，取0.536m；

:主传动比，取5.73；

：变速器一档速比，取12.42；

g：重力加速度，取9.8；

f：滚动阻力系数，取0.01；

：汽车行驶阻力系数，取=·f+；

得：L=

1.2压盘温升T及矿用自卸车最大起步坡度

T=

式中，T：压盘温升，20；

：传到压盘的热量所占的比例，单盘离合器=0.5；

L：滑磨功，L=N·m；

m：单盘离合器压盘质量，取30kg；

c：压盘的比热容，铸铁取481.4；

因为在一次离合器接合过程中产生的温升不允许超过20，所以估计一辆矿用自卸车的最大起步坡度=。

1.3矿用自卸车最大爬坡度

=

式中，：汽车的驱动力，N；

：作用于驱动轮上的转矩，==79.707N·m；

：车轮半径，0.536m；

：发动机最大转矩，取1400N·m；

：变速器一档速比，取12.42；

:主传动比，取5.73；

：传动系效率，取0.8；

在计算矿用自卸车最大爬坡度时，只考虑滚动阻力和坡度阻力所引起的阻力，则有下式：

=

式中，：矿用自卸车的行驶阻力N；

：汽车总质量，取65t；

g：重力加速度，取9.8；

f：滚动阻力系数，取0.01；

令与相等，可以计算出矿用自卸车的最大爬坡度=。

2、膜片弹簧基本参数的选择

选取60Si2MnA高精度钢板材料为膜片弹簧材料。

2.1比值的选择

为了保证离合器压紧力变化不大和操纵轻便，汽

车离合器用膜片弹簧的一般为1.5～2.0，板厚h

为2～4mm。

故初选h=4mm，=2.0，则H=2.0h=8.0mm。图1

2.2 R、r的选择

对于气和离合器膜片弹簧，设计上并不要求储存大量的弹性能，而是根据结构布置

与分离的需要来确定，一般的取值为1.2～1.3。

对于R，膜片弹簧大端外径R应满足结构上的要求而和摩擦片上的外径尺寸相适应，大于摩擦片内径，近于摩擦片外径。

根据该设计数据及《汽车离合器》（徐石安，江发潮编著）中表3.2.1可以确定离合器摩擦片内、外径分别为220mm和405mm。所以取R=200mm，再结合实际情况取=1.3，则r=160mm。

2.3锥角的选择

==≈，满足膜片弹簧处于自由状态时的圆锥底角一般在左右的要求。

2.4分离指数目n及形状的选择

汽车离合器膜片弹簧的分离指数n﹥12，一般取18，采用偶数，便于制造时模具的分离。

分离指与碟簧部分交界处的径向槽较宽，呈长方圆形孔。这样做的目的一方面可以减少分离指根部的应力集中，另一方面又可用来安置销钉固定膜片弹簧。

2.5膜片弹簧小端内半径及分离轴承作用半径的确定

值主要由结构决定，其最小值应大于变速器第一轴花键的外径以便安装。分离轴承作用半径大于。

根据《汽车设计》（吉林工业大学.王望予编著）第二章离合器设计可知，弹簧各部分有关尺寸比值应符合一定的范围，即

1.20≤R／r≤1.35

70≤2R／h≤100

3.5≤≤5.O

由离合器的结构决定，其最小值应大于变速器第一轴花键的外径

=k·=4×mm=44.75mm，则取=50mm

根据弹簧结构布置的要求，与R、与r、与之差应在一定范围内，即

1≤R-≤7，0≤－r≤6，0≤－≤4

取分离轴承=54mm。

2.6切槽宽度δ1、δ2及半径

切槽宽＝4mm（取值约为4mm），≈(2.5～

4.5)=3×4=12mm，满足r－≥，则≤r－

=160－12=148mm，

故取＝148mm。

2.7压盘加载点半径和支承环加载点半径的确定图2

根据《汽车设计》（王望予编著，机械工业出版社出版）知，和需满足下列条件：1≤R－≤7，0≤－r≤6

故选择=195mm，=165mm。

2.8膜片弹簧工作点位置的选择

自由状态压紧状态分离状态

图3 膜片弹簧不同工作状态下的变形

图4

B点：通常为=（0.8～1.0），即处在工作位置时，其大端变形量为：=（0.7～0.85）H

A点：主要确保摩擦片磨损后达到极限位置时，仍然能提供足够的压紧力，可按下式估算：=Z×

式中：Z为摩擦面数，单片离合器Z=2，双片离合器Z=4；

为摩擦片允许的极限磨损量，一般取0.65～1.1mm。

为彻底分离时摩擦副间的间隙，一般取0.75～1.0mm。

3、膜片弹簧的弹性特性

工作压力和膜片弹簧在压盘接触点处的轴向变形关系式

=·｛(H－)[H－()]+｝

式中，E：弹性模数，钢材取E=2.1×M；