（1) H/h比值的选取
设计膜片弹簧时，要利用其非线性的弹性变形规律，因此要正确选择其特性曲线的形状，以获得最佳性能。一般汽车汽车膜片弹簧的H/h值的范围在1.5～2.5之间。
因此本次设计的膜片弹簧，H=4.2mm；h=2.5mm H4.2所以，??1.68
h2.5(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。参考下表可4-2。
表 4-2 一些车型膜片弹簧的R和R/r的值
车型 丰田 北京BJ751 上海SH771
外径（㎜）
225 228 280
内径（㎜）
160 150 165
半径2R（㎜）
206 210 252
R/r 103/81=1.27 105/85=1.25 126/103.5=1.21
初步确定R=108mm；r=82mm 所以，R/r=108/82=1.32。 (3) 膜片弹簧起始圆锥底角α
?≈汽车膜片弹簧一般起始圆锥底角?在10°～14°之间，
计算可得：α=9°10′, 符合要求。
（4）膜片弹簧小端半径rf及分离轴承的作用半径rp
H(R?r)代入数值
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rp大于rf。
因为花键外径D=26㎜，要使rf＞D，所以取rf=20㎜，rp=23㎜。 （5）分离指数目n、切槽宽?1、窗孔槽宽?2、及半径re
汽车离合器膜片弹簧分离指数目n＞12，一般在18左右，采用偶数，便于制造。
19
?1?3.2-3.5mm ?2?9-10mm, re的取值应满足r-re??2?要求。
本设计取?1=3.2，?2=9，re=70。
（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。
可选择：l=84㎜，L=106㎜。 4.4.5 膜片弹簧的计算
由前面已知数据：Temax=204N.m,D=200㎜,d=140㎜
HR=1.68,=1.32,?=9°10′,R=108㎜,r=82㎜,H=4.2㎜, hr?=1.3,
h=2.5㎜,l=84㎜,L=106㎜,rf=20㎜,rp=23㎜,n=18,?1=302㎜，?2=9㎜ re=70㎜
（1）根据下式（4-10）画出P1—?1曲线
P1=
?Eh?16(1??2)Rr(L?l)2ln??H－?1R?rL?l?[H－?1(R?r)]+h2? ( 4-10)
2L?l式中：E—弹性模数，钢材料取E=2.0×105Mp；
?—泊松比，钢材料取0.3； 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，㎜。
6(1??2)(L?l)设 P1 =P1 4?Eh?1 h因此式(4-10)就成为：
?1=
P1= ?1ln
HR?rH?R?rR[(－?1)(-1)+1] ( 4-11) hL?lh2L?lr20
把有关数值代入上述各式，得： P1=1450.78P1 ?1=2.5?1P1=0.166?1－0.696?1+0.883?1
-?-?
?3?2令dP1/d?1=0 得： 0．495?1-1.392?1+0.883=0
可绘制出膜片弹簧的P1—?1特性曲线，如图4-6所示。
P1/N 6000N 5000N 4000N 3000N 2000N 1000N ?2-?? 0 1 2 3 4 5 6 7 λ1/mm 图4—6膜片弹簧特性曲线
（2）确定膜片弹簧的工作点位置
取离合器接合时膜片弹簧的大端变形量?1b=0.65H=2.73㎜,根据特性曲线上可以查得膜片弹簧的压紧力P1=P?=3100N。
校核后备系数?:
P?.?.Rc.ZcTemax?= （4-12）
上式中，因为d/D=0.694＞0.6 所以可以很准确的算出：Rc=
D?d=76.25 421
所以由上公式可得: ?=1.32
离合器彻底分离时,膜片弹簧的大端变形量为:
?1d=?1b+?f(?f即为?1f)㎜
压盘的行程?f可取为?f=2.4㎜,所以?1d=2.73+2.4=5.13㎜
离合器刚开始分离时,压盘的行程?f′=1.8㎜,此时膜片弹簧的变形量为：
?1d= ?1b+?f′=2.73+1.8=4.53㎜ 摩擦片磨损后,其最大磨损量??=Zc×?S? 式中： Zc——摩擦片总的工作面数
?S?——每一摩擦面工作面的最大允许磨损量，可取?S?=0.75㎜ 所以计算可得: ??=2×0.75=1.5㎜ 故?1a=?1b－??=1.23㎜。
（3）求离合器彻底分离时,分离轴承作用的载荷P2
RrP2=26(1??)(L?l)(l?rp)?Eh?1ln?（H-?1R?r(R?r)）?H-?1L?l2(L?l)?+h2? （4-13）
由公式（4-13）取?1=?1d则得:
RrP2=26(1??)(L?l)(l?rp)?Eh?1dln?（H-?1dR?r(R?r)）?H-?1dL?l2(L?l)?+h2? （4-14）
代入有关数值,得
P2=1348N
l?rpL?ll?rpL?l（4）求分离轴承的行程?2
?2′=?1 （4-15）
由公式(4-13)取?1=?f时可得公式(4-16)
?2′=?f （4-16）
代入相关数值计算得?2′=7.6㎜ 又由下面两公式(4-17)和(4-18)
?1=1－
?1n?(rf?re) （4-17） (4-18)
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?2=1－
?2n?(re?r)代入有关数据得: ?1=0.76 ?2=0.63 由公式(4-19):
6P2rp?2?=
?Eh32?1?1?12?rerp22rr1－1?－2(e－1)+lne +
?2rprpre?12?r2rp2－
rerp22? －2?rr－erprp?+lnr?? (4-19)
?代入相关数据得:?2 =1.98㎜
?故?2=?2′+?2=9.6㎜ （5）强度校核 由公式4-20
Rr??=H
L?lh+（L-l）－R?r2InRR?r(1?In)r (4-20)
代入相关数据可得:??=5.64
而膜片弹簧的大端的最大变形(离合器彻底分离时)?1d=5.13, ??＞?1d 所以可以由下面公式4-21
E3r?rpP2?B当=+
?r?2h21??2??R?r－1Rrlnr?×
?H1?1dR?r2L?l??1dL?l+
?1dh2r?L?l?? (4-21)
把有关数值代入计算得:?B当=1565.7MPa
因为膜片弹簧的材料为60Si2MnA,该材料许用应力[?]为1700--1900MPa 而?B当=1565.7Mpa＜1700，所以该膜片弹簧满足要求。
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