膜片弹簧特性曲线
膜片弹簧离合器的设计(机械CAD图纸)
毕业设计说明书中文摘要毕业设计说明书外文摘要目录绪论 (1)1.1概述 (1)1.2设计任务书 (1)1.3功用 (2)1.4离合器的工作原理 (3)1.5膜片弹簧离合器的结构及其优点 (4)1.5.1膜片弹簧离合器的结构 (4)1.5.2膜片弹簧离合器的优点 (5)1.6方案选择 (6)2 主要零部件的结构设计要求 (6)2.1摩擦片的设计要求 (6)2.2膜片弹簧的设计 (7)2.3压盘的设计 (7)2.4从动盘的设计 (7)2.5离合器盖的设计 (7)3 设计计算说明书 (8)3.1离合器设计技术参数 (8)3.2离合器基本性能关系式 (8)3.3后备系数的选择 (9)3.4摩擦片外径D、内径D和厚度B (9)3.5小结 (11)4主动部分设计 (11)4.1压盘设计 (11)4.1.1 压盘传力方式的选择 (11)4.1.2压盘的几何尺寸的确定 (11)4.2离合器盖的设计 (12)4.3传动片设计 (13)4.4小结 (14)5从动部分设计 (14)5.1摩擦片设计 (14)5.2从动盘毂的设计 (15)5.3从动片设计 (17)5.4操纵机构 (17)5.4.1离合器踏板行程计算 (18)5.4.2踏板力的计算 (19)5.4.3从动轴的计算 (20)5.4.4分离轴承的寿命计算 (20)5.5小结 (21)6 扭转减振器设计 (21)6.1.扭转减振器的功能 (21)6.2扭转减振器的结构类型的选择 (21)6.3扭转减振器参数的确定 (22)6.4减振弹簧的尺寸确定 (25)7膜片弹簧设计 (26)7.1膜片弹簧的概念 (26)7.2膜片弹簧基本参数的选择 (27)7.3膜片弹簧的弹性特性 (28)7.4膜片弹簧的强度计算 (31)7.5小结 (33)8标准化审核报告 (33)8．1产品图样的审核 (33)8．2产品技术文件的审查 (33)8.3标准间的使用情况 (34)8.4审查结论 (34)9 使用说明书 (34)10谢辞 (35)11参考文献 (36)膜片弹簧离合器的设计绪论1.1 概述对于内燃机汽车来说，离合器在机械传动系中作为一个独立的总成而存在，它是汽车传动系中直接与发动机相连接所总成。
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。
R1r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1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 。
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。
膜片弹簧说明书
目录1 结构方案设计 (1)1.1从动盘数选择 (1)1.2压紧弹簧选择 (1)1.3膜片弹簧支撑形式选择 (1)2 离合器设计及计算 (2)2.1摩擦片主要参数的选择 (2)2.2摩擦片基本参数的优化 (4)3 膜片弹簧设计与计算 (5)3.1膜片弹簧主要参数的选择 (5)3.2膜片弹簧的优化设计 (6)4 扭转减振器设计 (7)4.1减振弹簧的设计 (7)5 从动盘总成的设计 (10)5.1从动盘毂 (10)5.2 从动片 (10)5.3 波形片和减振弹簧 (11)6压盘设计 (11)6.1离合器盖 (11)6.2 压盘 (11)6.3 传动片 (11)6.4分离轴承 (11)7 小结 (12)8 参考文献 (13)1结构方案设计1.1从动盘数选择选择单片离合器。
本车型为宝马，汽车总质量为1335kg，发动机最大转矩为200N·m。
对于乘用车，发动机的最大转矩一般不大，在布置尺寸允许条件下，通常离合器只设有一片从动盘。
盘片离合器结构简单，轴向尺寸紧凑，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，采用轴向有弹性的从动盘可保证结合平顺。
1.2压紧弹簧选择选择拉式膜片弹簧离合器选择膜片弹簧的原因：1）膜片弹簧的轴向尺寸小而径向尺寸很大，有利于提高离合器传递转矩能力的情况下减小离合器轴向尺寸。
2）不需要专门的分离杠杆，使离合器结构简化，零件数目少，质量轻。
3）可适当增加压盘厚度提高热容量；还可以在压盘上增设散热筋及离合器盖上开设较大的通风孔来改善散热条件。
4）主要部件形状简单，大批量生产可降低生产成本。
选择拉式膜片弹簧的原因：1）由于拉式膜片弹簧是以其中部压紧压盘，在压盘大小相同的条件下课使用直径相对较大的膜片弹簧，从而实现在不增加分离时的操纵力的前提下，提高压盘的压紧力和传递转矩的能力；或在传递转矩相同的条件，减小压盘的尺寸。
2）零件数目少，其结构简单、紧凑、质量轻。
捷达轿车膜片弹簧的设计和研究
文章编号:1004-2539(2008)06-0078-03捷达轿车膜片弹簧的设计和研究(长春理工大学机电工程学院, 长春 130022) 何大志 潘毓学摘要 以捷达轿车离合器DSP210J 型号的膜片弹簧为例,修正了目前国际上流行的膜片弹簧的理论计算公式Almen —Laszlo 公式(简称A —L 公式),通过优化设计,使膜片弹簧试制件的寿命有所提高。
修正公式的方法在改变结构参数的情况下,还适用于其他型号的膜片弹簧。
关键词 膜片弹簧 A —L 公式 优化设计 引言离合器是传动系中切断和接通动力的部件,离合器中膜片弹簧特性对于离合器工作状况的影响是非常大的。
目前一汽东光离合器公司生产捷达轿车离合器的膜片弹簧还处在依靠经验、多次试制阶段,没有合适的理论公式,这样增加了生产试制成本,影响公司的经济效益。
本文通过对膜片弹簧离合器中的膜片弹簧的实验数据研究分析,得出所需要的膜片弹簧特性曲线,在对A -L 公式进行修正的基础上进行了优化设计。
,实现一汽东光离合器公司的膜片弹簧生产厂内标准化。
1 A —L 公式的修正膜片弹簧的工作点a 、b 、c 和特性点s 、p 、t 如图1所示。
S 点.特性曲线的峰值点 p 点.特性曲线拐点 t.特性曲线谷值点 a 点.摩擦片磨损后的结合位置 b 点.新摩擦片的结合位置 c 点.离合器完全分离时的位置图1 膜片弹簧的工作特性点离合器接合时膜片弹簧大端变形量λb 是影响膜片弹簧载荷变形特性曲线整体位置的重要因素,为了使摩擦片磨损后工作压紧力F 1的变化不会太大,而且使离合器分离操纵较轻便起见,新摩擦片的结合位置b 点位置一般都选在凸点s 与拐点p 之间,靠近或就在压平位置(p 点)处;摩擦片磨损后的结合位置a 点一般在特性点s 的左边;离合器完全分离时的工作点C 点,一般选取在凹点t 附近,以减小分离操纵力。
1.1 A —L 公式的修正分析基础目前国际上流行的计算膜片弹簧特性曲线的理论公式(1),简称A —L 公式[1]。
第5章膜片弹簧设计
第5章膜片弹簧设计5.1膜片弹簧的概念膜片弹簧的大端处为一完整的截锥，类似无底的碟子，和一般机械上用的碟形弹簧一样，故称作碟簧部分。
膜片弹簧起弹性作用的正是其碟簧部分。
与碟形弹簧不同的是在膜片弹簧上还有径向开槽部分，形成许多称为分离指、起分离杠杆作用的弹性杠杆。
分离指与碟簧部分小端交接处的径向槽较宽且呈长方孔，分离指根部的过渡圆角半径应大于4.5mm，以减少分离指根部的应力集中，长方孔又可用来安置销钉固定膜片弹簧。
5.2膜片弹簧的弹性特性膜片弹簧的弹性特性是由其碟簧部分所决定，是非线性的，与自由状态下碟簧部分的内锥高H及弹簧的钢板厚h有关。
不同的H/h值有不同的弹性特性(见图5.1)。
当(H/h)<2时，P为增函数，这种弹簧的刚度大适于承受大载荷并用作缓冲装置中的行程限制。
当(H/h)=2，特性曲线上有一拐点，若(H/h)=1.5≈2，则特性曲线中段平直，即变形增加但载荷P几乎不变，故这种弹簧称零刚度弹簧。
当2<H/h)<22，则特性曲线中有一段负刚度区域，即变形增加而载荷反而减小。
这种特性很适于作为离合器的压紧弹簧。
因为可利用其负刚度区使分离离合器时载荷下降，达到操纵省力的目的。
当然，负刚度也不宜过大，以免弹簧工作位置略微变动就引起弹簧压紧力过大的变化。
为兼顾操纵轻便及压紧力变化不大，汽车离合器膜片弹簧通常取1.5<(H/h)<2。
当(H/h)=2则特性曲线的极小点落在横坐标轴上；当(H/h)>22，则特性曲线具有更大的负刚度区且具有载荷为负值的区域。
这种弹簧适于汽车液力传动中的锁止机构[9，10，11]。
图5.1不同时的无弹性特性曲线碟形弹簧当其大、小端部承受压力时，载荷P与变形久之间有如下关系：()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛---=P 2222)1(h H H A R Eh λλμλ （5.1） 式中：E —弹性模量，对于钢：E=21 X 104MPaμ—波桑比，钢材料取μ=0. 3；h —弹簧钢板厚度，mm ；H —碟簧的内截锥高，mm ；R —碟簧大端半径，mm ；A —系数，⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A m m m 1ln 6πm —碟簧大、小端半径之比，m=R/r 。
膜片弹簧
3.2.2 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1.8～2.0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=5.82108=1.313.2.3 膜片弹簧起始圆锥底角汽车膜片弹簧一般起始圆锥底角α在10°～14°之间，α≈)(r R H -代入数值计算可得：α=11°15′3.2.4 膜片弹簧小端半径及分离轴承的作用半径r f 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 r f因为花键外径D=32㎜要使2 r f ＞D ，所以取r f =25㎜，r p =28㎜3.2.5 分离指数目、切槽宽、窗孔槽宽、及半径汽车离合器膜片弹簧的分离指数目n ＞12，一般在18左右，采用偶数，便于制造时模具分度切槽宽1δ≈4㎜，2δ≈12㎜，窗孔半径r e 一般情况下由（r －r e ）≈(0.8～1.4) 2δ,所以取r －r e =12δ=12㎜ 可取得n=18, 1δ≈4㎜，2δ≈12㎜, r e =70.53.2.6 承环的作用半径和膜片与压盘接触半径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 。
可选择：l=84㎜，L=108㎜3.2.7 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。
汽车设计课程设计--汽车膜片弹簧离合器设计
《汽车设计》课程设计题目:汽车膜片弹簧离合器设计专业：车辆工程班级：学号：姓名：所属组别：第三组目录一、绪论 (1)二、离合器的结构方案分析 (2)2.1 离合器的主要结构 (2)2.2 离合器的工作原理 (3)三、课程设计内容及步骤 (4)3.1离合器主要参数的确定 (4)3.1.1根据已知参数，确定离合器形式。
(5)3.1.2确定离合器主要参数： (7)3.2扭转减震器的设计 (11)3.2.1扭转减震器选型 (11)3.2.2扭转减震器主要参数确定 (11)3.2.3减震弹簧尺寸确定 (12)3.3膜片弹簧的设计 (15)3.3.1膜片弹簧的基本性质 (15)3.3.2 膜片弹簧基本参数选择1 H/h的选择 (17)3.3.3膜片弹簧优化设计 (18)3.3.4 膜片弹簧的工作点位置确定及强度校核 (20)四、心得体会 (23)五、参考资料 (24)一、绪论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。