【正文】 1512 2946 1713 3163 1900 3323 2143 3566 2325 3727 2539 3981 根據(jù)離心式離合器試驗得到其特性曲線，并對其進(jìn)行最小二乘法曲線擬合，得到離心式離合器特性曲線公式為 : 26 ??? ? nT min)/1258( ?n (331) 擬合曲線與試驗結(jié)果對比如圖 33 所示 : 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析 30 圖 33 離心式離合器特性曲線 由圖 33 可知，擬合結(jié)果與試驗結(jié)果基本相符，因此可認(rèn)為式 (331)即為離心式離合器特性曲線公式。 m 根據(jù)能量守恒定律求得太陽輪、內(nèi)齒圈、行星架之間的轉(zhuǎn)矩關(guān)系為 : 0?????? jjnntt nTnTnT (38) 式中， tn —— 太陽輪轉(zhuǎn)速 /(r/min) n —— 內(nèi)齒圈轉(zhuǎn)速 /(r/min) jn —— 行星架轉(zhuǎn)速 /(r/min) 由此可知行星齒輪機(jī)構(gòu)太陽輪、 內(nèi)齒圈與行星架的運動關(guān)系為 : 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析 24 0)1( 2121 ????? jnt ninin (39) 根據(jù)本車自動換擋機(jī)構(gòu)的工作原理可知，內(nèi)齒圈與電機(jī)同速運動，因此 : dn nn? (310) 式中， dn —— 電機(jī)轉(zhuǎn)速 /(r/min) 由式 (39), (310)可知太陽輪轉(zhuǎn)速、行星架轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系為 : 0)1( 2121 ????? jdt ninin (311) 換擋過程數(shù)學(xué)模型的建立 （ 1） 以一擋行駛時 電動汽車以一擋行駛時離心式離合器主從動 盤處于分離狀態(tài)，主動盤空轉(zhuǎn)，由于單向軸承的作 用，從動盤與太陽輪都 處于靜止?fàn)顟B(tài)，即 : 0?tn (312) 將式 (312)代入 (311)可得一擋傳動比為 : 21111 innijd ??? (313) 汽車以一擋行駛時，離心式離合器主從動盤分離，主動盤空轉(zhuǎn)不傳遞轉(zhuǎn)矩，因此電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩全部傳遞給內(nèi)齒圈，由此可得 : nq TT? (314) 式中， qT —— 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 /N 本章小結(jié) 本章介紹了離心式離合器的類型、結(jié)構(gòu)及工作原理，對其工作過程及工作特性進(jìn)行了分析，得到離心式離合器的工作特性曲線及其結(jié)構(gòu)參數(shù)對特性曲線的影響。換擋過程中，由于傳動比的改變，電機(jī)輸出的驅(qū)動力矩經(jīng)過變速器的作用會發(fā)生突變，其變化量的大小取決于換擋前后兩擋傳動比的大小，當(dāng)傳動比給定時，若要單純保證換擋平順性，應(yīng)延長換擋時間，使轉(zhuǎn)矩隨時間的變化量減小，從而減小沖擊度。因此，提升換擋品質(zhì)對減少離合器摩擦片的摩損和熱負(fù)荷，提高離合器工作可靠性和耐用性同樣有著十分重要的意義。為防止連接套反轉(zhuǎn)，在 殼體上安裝單向軸承使其內(nèi)徑與連接套緊固連接，因此太陽輪、離心式離合器從動盤、電磁制動器動盤與連接套運動狀態(tài)一致，且由于單向軸承的作用，只能與電機(jī)保持同方向轉(zhuǎn)動。 離心塊數(shù)量一般為 2～ 3 只，且 3 只的居多。 依據(jù)原動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化實現(xiàn)主從動盤自動結(jié)合或分離的離心式離合器，形成了它固有的一些特點 : (1)過載保護(hù)作用。 離心式離合器 離心式離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理 離心式離合器的結(jié)構(gòu)形式較多，根據(jù)離心體組件的形狀可分為剛性閘塊離心式離合器和以鋼珠等散狀物作為離心體的離心式離合器。查閱國內(nèi)外資料獲知，這種離合器的使用壽命可達(dá)干式離合器的 56 倍，但濕式離合器優(yōu)點的發(fā)揮是一定要在某溫度范圍內(nèi)才能實現(xiàn)的，超過這一溫度范圍將起負(fù)面效應(yīng)。 實際上早在 1920 年就出現(xiàn)了單片干式離合器，這和前面提到的發(fā)明了石棉基的摩擦面片有關(guān)。那時曾出現(xiàn)過蹄 鼓式離合器，其結(jié)構(gòu)有利于在離心力作用下使蹄緊貼鼓面。因此要保證動力輸出裝置在行駛過程中處于良好的工作狀態(tài)，提高乘坐舒適性與操作簡便性，需對自動變速系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)結(jié)合的離合器研究。 首先，介紹了離心式離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理，對離心式離合器的特性及工作過程進(jìn)行了分析。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 摘 要 作為當(dāng)前最具可行性的環(huán)保節(jié)能型汽車，電動汽車成為汽車行業(yè)研究的熱點，其傳動系統(tǒng)作為關(guān)鍵的組成部分也受到各大汽車廠家和研究機(jī)構(gòu)的重視。電動汽車可實現(xiàn)制動能量回收，減速停車時的動能通過再生制動轉(zhuǎn)化為電能并貯存在蓄電池中，停車時不必讓電機(jī)空轉(zhuǎn)，從而降低能源消耗，提高能源的使用效率。它是將發(fā)動機(jī)飛輪的內(nèi)孔做成錐體作為離合器的主動件。 20 世紀(jì) 20 年代末，直到進(jìn)入 30 年代時，只有工程車輛、賽車和大功率的轎車上才使用多片離合器。但受到其他客觀因素的影響，實際的效果要比理論值低一些。 以及汽車的換擋品質(zhì)是不是在期待范圍里面。 1主動軸 2回位彈簧 3離心塊 4離合器外殼體 圖 21 離心式離合器 離心塊由多片摩擦片組成并通過彈簧連接，必須具有較大的摩擦系數(shù)和耐摩指數(shù)，三個離心體滑裝在主動盤上，分別由 3 根彈簧控制。在運轉(zhuǎn)過程中，每塊離心塊所產(chǎn)生的離心力 cF 可由下式表示 222 900 ccccccc ngrGrmF ?? ?? (21) 式中， cF —— 離心塊的離心力 /N cm —— 離心塊的質(zhì)量 /kg 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析 8 cG —— 離心塊的重量 /N cr —— 離心塊質(zhì)心位置的平均旋轉(zhuǎn)半徑 /m c? —— 離心塊旋轉(zhuǎn)角速度 /(rad/s) —— 離合器主動軸轉(zhuǎn)速 /(r/min) 因 g?2? ，則式 (21)可簡化為 : 9002cccc nrGF ? （ 22） 離心式離合器的工作條件是 :離心塊受到的離心力大于回位彈簧的最大拉力maxcP 。 catia 離心式離合器 的結(jié)構(gòu)圖 由前面所講的離心式離合器的結(jié)構(gòu)及工作原理，我們可以在 catia 軟件中畫出離心式離合器的各個組成部分的簡單結(jié)構(gòu)圖： （ 1） 電機(jī)中心 軸 圖 23 電機(jī)中心軸 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析 11 （ 2）主動盤 圖 24 主動盤 （ 3） 回位 彈簧 圖 25 回位彈簧 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析 12 （ 4）摩擦片 圖 26 摩擦片 （ 5）離合蓋 圖 27 離合蓋 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析 13 （ 6）從動盤 圖 28 從動盤 由以上各部分可以通過 catia 軟件把各部分裝配起來，為了表達(dá)清楚內(nèi)部的結(jié)構(gòu)我們先看一下沒有裝離合蓋時的裝配圖： 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析 14 圖 29 無蓋裝配圖 把離合蓋裝上時的完整離心式離合器的機(jī)構(gòu)圖為： 圖 210 完整裝配圖 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析 15 離心式離合器在電動汽車自動換擋機(jī)構(gòu)中的 工作原理 電動汽車自動換擋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 利用離心式離合器自動結(jié)合與分離的特點，將其與行星齒輪機(jī)構(gòu)相配合，實現(xiàn)電動汽車自動換擋。換擋操作時離合器的結(jié)合或分離會產(chǎn)生一定的沖擊，從車輛換擋過程的機(jī)械運動原理來講，換擋沖擊是由換擋過程中傳動系統(tǒng)各個零部 件的沖擊造成的，它不僅影響換擋品質(zhì)，還會減少傳動系零部件的使用壽命。沖擊度表示為車輛行駛過程中加速度隨時間的變化率，其公式為 : 22dtvddtdaj ?? (210) 式中 :a — — 車輛縱向加速度 /(m/2s ) v —— 車速 /(m/s) t—— 時間 /s 汽車在平路上的行駛方程式為 : dtdvmvACmg fFFFriT Dawf ??? ?????? 203 21 (211) 式中， 3T —— 變速 器輸出轉(zhuǎn)矩 / mN? fF —— 滾動阻力 /N wF —— 空氣阻力 /N aF —— 加速阻力 /N 0i —— 主減速器傳動比 ? —— 傳動效率 r —— 車輪半徑 /m m —— 滿載質(zhì)量 /kg f —— 滾動阻力系數(shù) DC —— 空氣阻力系數(shù) A—— 迎風(fēng)面積 / 2m v —— 汽車行駛速度 /(m/s) ? —— 汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù) 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析 19 汽車在換擋過程中，滾動阻力和空氣阻力變化很小 ，因此根據(jù)式 (210) (211)可知換擋過程中的沖擊度為 : dtdTmridt vdj 3022 ???? (212) 由式 (212)可知沖擊度的大小與主減速器傳動比、傳動效率和變速器輸出轉(zhuǎn)矩的變化率成正比，與車輪半徑、汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)和整車質(zhì)量成反比。減小 主從動盤轉(zhuǎn)速差可以有兩種方式，一是調(diào)節(jié)離合器結(jié)合前的電機(jī)轉(zhuǎn)速，使離合器結(jié)合時轉(zhuǎn)速差足夠小，二是使離合器從動盤的轉(zhuǎn)速盡快增長，這就需要加大離合器的摩擦力矩，借以加快離合器的結(jié)合速度，從而達(dá)到減小滑摩功的效果。 1—— 太陽輪 2—— 內(nèi)齒圈 3—— 行星架 4—— 行星齒輪 圖 31 行星齒輪機(jī)構(gòu) 令內(nèi)齒圈與太陽輪的齒數(shù)比為 21i : tntn zzrri ??21 (31) 式中， tr —— 太陽輪分度圓半徑 /m nr —— 內(nèi)齒圈分度圓半徑 /m tz —— 太陽輪齒數(shù) nz —— 內(nèi)齒圈 齒數(shù) 根據(jù)圖 31 可得行星齒輪機(jī)構(gòu)各零部件半徑的關(guān)系為 : 22 nttnnxnj rrrrrrrr ???????? ????? (32) 式中， jr — — 行星架半徑 /m 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 電動汽車離合系統(tǒng)的設(shè)計與分析 23 xr —— 行星齒輪分度圓半徑 /m 圖 32 為行星齒輪受力圖，根據(jù)力平衡可知 : tF 一太陽輪對行星齒輪的力 nF 一內(nèi)齒圈對行星齒輪的力 jF 一行星架對行星齒輪的力 圖 32 行星齒輪受力 由于作用力與反作用力可知： nt FF? (33) ntntj FFFFF 22)( ??????? (34) 由此可知，太陽輪、內(nèi)齒圈、行星架之間的轉(zhuǎn)矩關(guān)系為 : ttt rFT ?? (35) 21iTrFT tnnn ???? (36) )1(