离合器分离拨叉是离合器中重要的零件，其可靠性直接关系离合器能否正常工作。其工作原理是：助力缸输出力推动推杆，作用在分离拨叉的一端，关节轴承作为支点，使分离拨叉转动，分离拨叉的中间突出端推动分离轴承，使离合器分离。因此分离拨叉也称为分离杠杆，如图所示。根据其受力特点，分离拨叉应具有较大的弯曲刚度，以免分离时拨叉弯曲变形过大甚至断裂，使离合器工作异常。
      为了最大限度地使有限元分析结果接近实际情况，采用实体建模，对分离拨叉模型不作任何简化。而与之连接的推杆和分离轴承不进行建模，简化为约束和弹性力作用在分离拨叉上。将Proms中的模型直接导入ABAQUS进行网格划分(如图所示)，单元情祝如表所示。分离拨叉的材料是ZG310-570，其力学属性如表所示。已知离合器分离力为6000 N，分析模型中将拨叉的中间进行约束，将中间受力转化为两段受力，即将C处约束，将力施加在A，B两处，如图所示。在模型中，将分离拨叉与分离轴承接触部分进行全约束(c处)，关节轴承孔采用Distributing耦合到回转中心(A处)，约束1，2，3自由度，对于推力施加处(B处)采用同样的处理方法。最后将力施加在两处的耦合中心，如图所示。
      已知材料ZG310-570的屈服强度为310 MPa，取许用安全系数1.2。可以得出该零件的许用屈服应力从计算结果中(如图所示)看到应力最大处为618MPa，远远超过了，另一侧的最大应力也超过了500 MPa。所以需要对拨叉结构进行改进。改变拨叉两侧肩部倒角，左侧由原来的R15 mm改为R100mm，右侧由原来的R15 mm改为R60 mm，左侧肩筋厚度由原来的10 mm增加为18 mm，如图所示。由图可以看出，在左侧仅仅增大倒角满足不了强度的要求，最大应力会随着倒角的增大转移到直梁与倒角过渡的位置；在右侧R60 mm的倒角处，最大主应力为301 MPa，安全系数很小，需增大倒角；左侧筋处应力很小，可以不改变筋的厚度。   
      为了保证在拨叉整体有足够的强度和刚度，提出以下改进方案。相对于原始模型，作出四处修改：(1)在标示1处，把离合器肩部倒角由R15改为8100 (4处)；(2)在标示2处，将倒角由R25改为R35(4处)；    (3)在标示3处，将左侧斜面与中心线的角度由50度改为70度；(4)调整左侧筋的位置，使离合器分离拨叉为关于中心线的左右对称结构。对于修改方案二进行有限元分析，得出修改模型后的Mises应力云图，如图所示。从图可以看出，修改部位的应力均小于，满足设计强度，并且未作修改处也有了较大的改进，最大Mises应力从618 MPa降为234 MPa。对方案二进一步优化，三维模型如图所示，分析结果如图所示。从图上可以看出，修改部位的应力均小，满足设计强度，并且未作修改处也有了较大的改进，最大Mises应力为227 MPa，比方案二略有下降，并且减轻了零件的重量，所以改进结构满足强度要求。
 

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                      杭州那泰科技有限公司
                                                                              本文出自杭州那泰科技有限公司www.nataid.com，转载请注明出处和相关链接！