[科普中国]-膜片弹簧

膜片弹簧比值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。

研究现状自本世纪初以来各国学者对碟形弹簧的力学计算进行过不少研究。年,美国斯坦福大学的铁摩幸柯提出了著名的铁摩幸柯假设即在轴向载荷的作用下,碟形弹簧的矩形子午截面只是绕中心锥面的某一中性点又名翻转中心点转动一个转角,而矩形截面本身并没有变形,开始了对碟形弹簧的研究。年,美国通用汽车公司研究实验部工程师阿尔曼和拉斯路根据铁摩幸柯假设,推导出了著名的一公式,这是世界上第一个推导出可以实际采用的碟形弹簧计算公式,奠定了碟形弹簧的计算基础。由于此公式简单,使用方便,它迄今仍为世界各国普遍采用。膜片弹簧由碟簧部分和分离指部分组成,结构比较复杂,很难精确计算出膜片弹簧的载荷一变形关系。传统理论认为,膜片弹簧的弹性特性是由碟簧部分所决定的,目前,各国仍普遍采用一公式进行膜片弹簧设计的相关计算。但由于结构的关联性,分离指部分对膜片弹簧整体结构的刚度与强度产生较大影响。之后,各国学者在对一公式进一步研究的基础上,提出了一些更加完善的计算公式。但用于计算膜片弹簧时,与实际情况还是有较大的出入,不能完全满足工程应用的需要。

膜片弹簧离合器介绍膜片弹簧离合器是一种由弹簧钢制成的具有特殊结构的碟形弹簧，主要有碟簧部分和分离指部分组成。

1、膜片弹簧离合器具有较理想的非线性弹性特性，弹簧压力在摩擦片的允许磨损范围内基本保持不变。

2、膜片弹簧离合器兼起压紧弹簧的分离杠杆的作用，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，弹簧压紧力降低很少，性能较稳定；而圆柱螺旋弹簧压紧力则明显下降。

4、膜片弹簧以整个圆周与压盘接触，是压力分布均匀，摩擦片接触良好，磨损均匀。

5、易于实现良好的通风散热，使用寿命长。

6、膜片弹簧中心与离合器中心线重合，平衡性好。1

弹簧离合器优点拉式膜片弹簧离合器中的膜片弹簧安装方向与传统的推式结构相反，并将支撑点移到了膜片弹簧的大端附近。结合时，膜片弹簧的大端支撑在离合器盖上，以中部压紧在压盘上，将分离轴承向外拉离飞轮实现离合器的分离

与推式相比，拉式膜片弹簧离合器具有许多优点：取消了中间支承各零件，并不用支承环或只用一个支承环，使其结构更简单、紧凑，零件数目更少，质量更少；拉式膜片弹簧是中部与压盘相压在同样压盘尺寸的条件下可采用直径较大的膜片弹簧，提高了压紧力与传递转矩的能力，且并不增大踏板力，在传递相同的转矩时，可采用尺寸较小的结构；在接合或分离状态下，离合器盖的变形量小，刚度大，分离效率更高；拉式的杠杆比大于推式的杠杆比，且中间支承减少了摩擦损失，传动效率较高，踏板操纵更轻便，拉式的踏板力比推式的一般可减少约；无论在接合状态或分离状态，拉式结构的膜片弹簧大端与离合器盖支承始终保持接触，在支承环磨损后不会形成间隙而增大踏板自由行程，不会产生冲击，且使用寿命更长。

膜片弹簧的选择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。

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。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学