陶瓷摩擦片从动盘膜片弹簧离合器(附件)
由于现代汽车工业在国际范围内的激烈竞争，对离合器的综合性能和使用效率要求日渐提高，这种既费事又费力的设计方法己不能跟上现代设计工程的步伐。因此对膜片弹簧离合器设计理论和方法体系的研究成了发展趋势。?
本课题设计的主要内容首先是应用耐高温的陶瓷材料制造的摩擦片从动盘，因为其热效率高，工作效率也有很大提高，陶瓷技术成熟、成本低、寿命高、耐摩擦。其次是采用先进的设计方案对膜片弹簧对离合器进行设计计算，最后绘制本课题的图纸并进行简要介绍。
关键词 陶瓷，摩擦片，膜片弹簧离合器，设计计算
目 录
1 绪论 1
1．1 课题研究背景 1
1．2 课题研究意义 3
1．3 课题研究内容 3
2 离合器的设计计算 4
2．1 离合器设计所需数据 4
2．2 摩擦片主要参数的选择 4
2．3 摩擦片基本参数的计算 7
2．4 膜片弹簧主要参数的选择 9
2．5 膜片弹簧的设计计算 10
2．6 膜片弹簧的载荷与变形关系 11
2．7 膜片弹簧的应力计算 14
2．8 扭转减振器的设计计算 16
2．9 减振弹簧的设计计算 17
2．10 从动轴的计算 19
2．11 从动盘毂 19
2．12 本章小结 20
3 离合器结构设计 21
3．1 总体结构设计 21
3. 2 零部件结构设计 21
3．3 本章小结 25
结论 26
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
从1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
891年摩擦式汽车离合器的诞生，到1948年液力变矩器的出现，再到各种智能控制技术不断应用于汽车工业，汽车离合器技术始终伴随着汽车工业的发展而发展。膜片弹簧用作汽车离合器的压紧弹簧已有几十年的历史了。起初只有少数汽车采用,以后在很长一段时间里发展比较缓慢,只是在近几年才广泛应用于各类汽车的离合器中。在前一段时期内,膜片弹簧离合器发展缓慢的主要原因,是膜片弹簧本身的设计制造较为复杂、困难,生产出的膜片弹簧的弹性特性不稳定、寿命短，因此,限制了它的推广。然而,由于近几年来计算、测试技术的进步,材料质量的提高和加工工艺的改善,特别是热处理工艺方面的发展,使膜片弹簧的设计、制造质量得到保证。所以,生产一个性能稳定、寿命长、制造成本令人满意的膜片弹簧已不是当今工程技术人员所难以解决的问题了。从此,膜片弹簧离合器在世界各国的车辆上又得到了广泛的推广。
1．1 课题研究背景
徐石安、江发潮于2005年8月发表的《汽车离合器》[1]，系统叙述了汽车离合器结构的发展及其未来的趋向，指出离合器产品应具有的功能和对产品设计的基本要求。其对离合器及其操纵系统主要零部件的设计计算都做了较详细的叙述，其中重点介绍有一定难度的膜片弹簧和扭转减震器的设计计算理论、方法和思路，并附有算例。
许兆棠、刘永臣于2012年8月主编的《汽车构造（下）》[2]，其第14章离合器主要介绍了离合器的功用及种类，并且具体介绍了摩擦离合器的结构和工作原理。其中第二节摩擦离合器中分别叙述了圆柱螺旋弹簧离合器、圆锥螺旋弹簧离合器和膜片弹簧离合器的结构特点和工作原理。
浦定真于1986年6月发表的《膜片弹簧离合器的设计与研究》[3]，其介绍了膜片弹簧离合器的优点，文中讨论了在设计膜片弹簧离合器过程中着重考虑的几个问题，如膜片弹簧的弹性特性应满足汽车离合器的要求，膜片各结构参数对弹性特性和应力的影响，给出了计算公式和参数的选定范围，提高抗疲劳能力的措施，如何加强零件的刚度，膜片弹簧安装的尺寸链等。
陈金国、尹凌鹏等人于2009年6月发表的《膜片弹簧离合器仿真优化设计》[4]，其主要介绍了在离合器设计过程中降低膜片弹簧离合器的制造成本，减少成本，使之在结构上得到更好的性能，提出了以整个结构重量最小为主要设计目标的离合器数学模型,并对膜片弹簧离合器参数进行了优化计算。最后结果显示,在保证性能要求的前提下，该方法所设计的膜片弹簧离合器能显著地降低结构的重量,对进一步研究膜片弹簧离合器具有重要的意义。
成绍桂于2014年2月发表的《汽车膜片弹簧离合器的工作特点及其智能优化设计》[5]，其阐述了用来切断和传递汽车传动系统关键装置的汽车离合器，它作为汽车传动器中不可或缺的一部分，对汽车的整车性具有十分重要的影响。虽然膜片弹簧离合器也是一种普通的汽车离合器，但它与其它的汽车离合器相比，具有一些不可比拟的优点。
徐石安、 陆际清等人于1996年10月发表的《金属陶瓷离合器从动盘的研制》[6]，其主要阐述了金属陶瓷摩擦面片从动盘设计参数的确定及结构设计特点,对试制的金属陶瓷从动盘总成做了台架试验和整车试验, 使用金属陶瓷摩擦材料作为离合器从动盘摩擦面片相对于使用有机石棉片来说具有很多优点,金属陶瓷片其摩擦系数大,热稳定性好,在较高的工作温度下,比有机片更耐磨。试验结果表明,金属陶瓷离合器具有良好的使用操作性能,接合平稳,变速器换档顺利,无颤抖现象。
石世宏、吴真远于2011年11月论著的《汽车膜片弹簧的优化设计》[7]，其主要对其力学性能进行优化设计，参照某型国产离合器膜片弹簧的相关数据，在满足工作性能的前提下，利用数学建模的方法，以弹簧应力最小为目标函数，通过确定相应的约束条件，建立数学模型，并借助MATLAB软件编写程序进行优化设计。以所研究国内某典型膜片弹簧离合器为对象，分析介绍了膜片弹簧离合器的工作原理及工作特性。
邓海金、白新桂等人于1996年7月发表的《金属陶瓷离合器摩擦片的研制及应用》[8]，其主要根据陶瓷具有耐高温、摩擦系数大而稳定、耐磨等特点，进行了膜片弹簧离合器的摩擦片在使用陶瓷材料时的研究。得出的结论是研制的金属陶瓷摩擦片经台架试验和装车使用证实了其热稳定性好，直到300°C仍保持较高的摩擦系数，同时材料及对偶件的磨损都比树脂片小，且金属陶瓷从动盘也具有更大的传扭能力和更长的使用里程。
薛进、张九渊于2004年10月发表的《新型陶瓷材料的开发及应用》[9]，其论述了新型陶瓷材料应用及发展,探讨了传统陶瓷材料向现代功能陶瓷材料转变的过程的同时,还重点讨论了新型陶瓷材料在现代机械工业,特别是在动力机械、热能传递、加工工具及轴承等运动部件上的实际应用及发展趋势。得出的结论是某些陶瓷材料由于它具有相当高的抗磨性能和良好的磨擦磨损性能被作为运动部件(部分或全部替代金属或非金属材料元件) 的过程。
1．2 课题研究意义
膜片弹簧离合器是汽车传动系中与发动机直接联系的一个重要部件,起着保证汽车平稳起步，变速器顺利换档和防止传动系过载等作用。快速有效的设计方案的建立与论证是加快汽车用离合器膜片弹簧研制步伐的首要因素。以往设计膜片弹簧主要是依据经验制成试样试运行，再修改原始数据，再次试运行，如此反复直到满足设计要求为止。由于现代汽车工业在国际范围内的激烈竞争，对离合器的综合性能和使用效率要求日渐提高，不同客户的要求对于离合器也有着不同的要求，这种既费事又费力的设计方法己不能跟上现代设计工程的步伐。因此，研究膜片弹簧力学性能，采用先进的优化方法开发新型膜片弹簧离合器将成为离合器设计理论和方法体系的发展趋势。?
1 绪论 1
1．1 课题研究背景 1
1．2 课题研究意义 3
1．3 课题研究内容 3
2 离合器的设计计算 4
2．1 离合器设计所需数据 4
2．2 摩擦片主要参数的选择 4
2．3 摩擦片基本参数的计算 7
2．4 膜片弹簧主要参数的选择 9
2．5 膜片弹簧的设计计算 10
2．6 膜片弹簧的载荷与变形关系 11
2．7 膜片弹簧的应力计算 14
2．8 扭转减振器的设计计算 16
2．9 减振弹簧的设计计算 17
2．10 从动轴的计算 19
2．11 从动盘毂 19
2．12 本章小结 20
3 离合器结构设计 21
3．1 总体结构设计 21
3. 2 零部件结构设计 21
3．3 本章小结 25
结论 26
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
从1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
891年摩擦式汽车离合器的诞生，到1948年液力变矩器的出现，再到各种智能控制技术不断应用于汽车工业，汽车离合器技术始终伴随着汽车工业的发展而发展。膜片弹簧用作汽车离合器的压紧弹簧已有几十年的历史了。起初只有少数汽车采用,以后在很长一段时间里发展比较缓慢,只是在近几年才广泛应用于各类汽车的离合器中。在前一段时期内,膜片弹簧离合器发展缓慢的主要原因,是膜片弹簧本身的设计制造较为复杂、困难,生产出的膜片弹簧的弹性特性不稳定、寿命短，因此,限制了它的推广。然而,由于近几年来计算、测试技术的进步,材料质量的提高和加工工艺的改善,特别是热处理工艺方面的发展,使膜片弹簧的设计、制造质量得到保证。所以,生产一个性能稳定、寿命长、制造成本令人满意的膜片弹簧已不是当今工程技术人员所难以解决的问题了。从此,膜片弹簧离合器在世界各国的车辆上又得到了广泛的推广。
1．1 课题研究背景
徐石安、江发潮于2005年8月发表的《汽车离合器》[1]，系统叙述了汽车离合器结构的发展及其未来的趋向，指出离合器产品应具有的功能和对产品设计的基本要求。其对离合器及其操纵系统主要零部件的设计计算都做了较详细的叙述，其中重点介绍有一定难度的膜片弹簧和扭转减震器的设计计算理论、方法和思路，并附有算例。
许兆棠、刘永臣于2012年8月主编的《汽车构造（下）》[2]，其第14章离合器主要介绍了离合器的功用及种类，并且具体介绍了摩擦离合器的结构和工作原理。其中第二节摩擦离合器中分别叙述了圆柱螺旋弹簧离合器、圆锥螺旋弹簧离合器和膜片弹簧离合器的结构特点和工作原理。
浦定真于1986年6月发表的《膜片弹簧离合器的设计与研究》[3]，其介绍了膜片弹簧离合器的优点，文中讨论了在设计膜片弹簧离合器过程中着重考虑的几个问题，如膜片弹簧的弹性特性应满足汽车离合器的要求，膜片各结构参数对弹性特性和应力的影响，给出了计算公式和参数的选定范围，提高抗疲劳能力的措施，如何加强零件的刚度，膜片弹簧安装的尺寸链等。
陈金国、尹凌鹏等人于2009年6月发表的《膜片弹簧离合器仿真优化设计》[4]，其主要介绍了在离合器设计过程中降低膜片弹簧离合器的制造成本，减少成本，使之在结构上得到更好的性能，提出了以整个结构重量最小为主要设计目标的离合器数学模型,并对膜片弹簧离合器参数进行了优化计算。最后结果显示,在保证性能要求的前提下，该方法所设计的膜片弹簧离合器能显著地降低结构的重量,对进一步研究膜片弹簧离合器具有重要的意义。
成绍桂于2014年2月发表的《汽车膜片弹簧离合器的工作特点及其智能优化设计》[5]，其阐述了用来切断和传递汽车传动系统关键装置的汽车离合器，它作为汽车传动器中不可或缺的一部分，对汽车的整车性具有十分重要的影响。虽然膜片弹簧离合器也是一种普通的汽车离合器，但它与其它的汽车离合器相比，具有一些不可比拟的优点。
徐石安、 陆际清等人于1996年10月发表的《金属陶瓷离合器从动盘的研制》[6]，其主要阐述了金属陶瓷摩擦面片从动盘设计参数的确定及结构设计特点,对试制的金属陶瓷从动盘总成做了台架试验和整车试验, 使用金属陶瓷摩擦材料作为离合器从动盘摩擦面片相对于使用有机石棉片来说具有很多优点,金属陶瓷片其摩擦系数大,热稳定性好,在较高的工作温度下,比有机片更耐磨。试验结果表明,金属陶瓷离合器具有良好的使用操作性能,接合平稳,变速器换档顺利,无颤抖现象。
石世宏、吴真远于2011年11月论著的《汽车膜片弹簧的优化设计》[7]，其主要对其力学性能进行优化设计，参照某型国产离合器膜片弹簧的相关数据，在满足工作性能的前提下，利用数学建模的方法，以弹簧应力最小为目标函数，通过确定相应的约束条件，建立数学模型，并借助MATLAB软件编写程序进行优化设计。以所研究国内某典型膜片弹簧离合器为对象，分析介绍了膜片弹簧离合器的工作原理及工作特性。
邓海金、白新桂等人于1996年7月发表的《金属陶瓷离合器摩擦片的研制及应用》[8]，其主要根据陶瓷具有耐高温、摩擦系数大而稳定、耐磨等特点，进行了膜片弹簧离合器的摩擦片在使用陶瓷材料时的研究。得出的结论是研制的金属陶瓷摩擦片经台架试验和装车使用证实了其热稳定性好，直到300°C仍保持较高的摩擦系数，同时材料及对偶件的磨损都比树脂片小，且金属陶瓷从动盘也具有更大的传扭能力和更长的使用里程。
薛进、张九渊于2004年10月发表的《新型陶瓷材料的开发及应用》[9]，其论述了新型陶瓷材料应用及发展,探讨了传统陶瓷材料向现代功能陶瓷材料转变的过程的同时,还重点讨论了新型陶瓷材料在现代机械工业,特别是在动力机械、热能传递、加工工具及轴承等运动部件上的实际应用及发展趋势。得出的结论是某些陶瓷材料由于它具有相当高的抗磨性能和良好的磨擦磨损性能被作为运动部件(部分或全部替代金属或非金属材料元件) 的过程。
1．2 课题研究意义
膜片弹簧离合器是汽车传动系中与发动机直接联系的一个重要部件,起着保证汽车平稳起步，变速器顺利换档和防止传动系过载等作用。快速有效的设计方案的建立与论证是加快汽车用离合器膜片弹簧研制步伐的首要因素。以往设计膜片弹簧主要是依据经验制成试样试运行，再修改原始数据，再次试运行，如此反复直到满足设计要求为止。由于现代汽车工业在国际范围内的激烈竞争，对离合器的综合性能和使用效率要求日渐提高，不同客户的要求对于离合器也有着不同的要求，这种既费事又费力的设计方法己不能跟上现代设计工程的步伐。因此，研究膜片弹簧力学性能，采用先进的优化方法开发新型膜片弹簧离合器将成为离合器设计理论和方法体系的发展趋势。?
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