汽車(chē)設(shè)計(jì)9890103589(編輯修改稿)
2025-03-10 23:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 據(jù)所用的摩擦材料在一定范圍內(nèi)選取，最大范圍 p0為 ～ ，即 ≤p0≤ 7) 為了減少汽車(chē)起步過(guò)程中離合器的滑磨 ， 防止摩擦片表面溫度過(guò)高而發(fā)生燒傷 ， 每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值 ， 即 （ 2－ 10 ） W為汽車(chē)起步時(shí)離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功 (W)， 可根據(jù)下式計(jì)算 （ 2－ 11） 二、膜片彈簧主要參數(shù)的選擇 膜片彈簧的主要參數(shù)： ? 膜片彈簧自由狀態(tài)下碟簧部分的內(nèi)截錐高度 H； ? 膜片彈簧鋼板厚度 h ； ? 自由狀態(tài)下碟簧部分大端半徑 R； ? 自由狀態(tài)下碟簧部分小端半徑 r ； ? 自由狀態(tài)時(shí)碟簧部分的圓錐底角 α； ? 分離指數(shù)目 n 等，見(jiàn)圖 ２ － ９ 。 圖２ ９膜片彈簧的主要參數(shù) H／ h和 h的選擇 比值 H／ h對(duì)膜片彈簧的彈性特性影響極 大。由圖 ２ １０ 可知，當(dāng) H／ h 時(shí)， F1= ?(λ1)為增函數(shù)； H／ h= 時(shí)， F1= ?(λ1)有 一極值，該極值點(diǎn)恰為拐點(diǎn)； H／ h 時(shí)， F1= ?(λ1)有一極大值和一極小值；當(dāng) H／ h=2 時(shí)， F1= ?(λ1)的極小值落在橫坐標(biāo)上。 圖２ １０ H / h 對(duì)膜片彈簧彈性特性的影響 2 2. 比值 R／ r和 R、 r的選擇 根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和壓緊力的要求， R／ r一般為 ～ 。為使摩擦片上壓力分布較均勻，推式膜片彈簧的 R值應(yīng)取為大于或等于摩擦片的平均半徑 Rc，拉式膜片彈簧的 r值宜取為大于或等于 Rc。 3. α的選擇 膜片彈簧自由狀態(tài)下圓錐底角 α與內(nèi)截錐高度 H關(guān)系密切， α=arctan H／(R— r) ≈H／ (R— r)。一般在 9176?！?15176。范圍內(nèi)。 4 . 膜片彈簧工作點(diǎn)位置的選擇 膜片彈簧的彈性特性曲線，如圖 211所。該曲線的拐點(diǎn) H對(duì)應(yīng)著膜片彈簧的壓平位置，而且 λ1H= (λ1M +λ1N)／ 2。新離合器在接合狀態(tài)時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn) B一般取在凸點(diǎn) M和拐點(diǎn) H之間，且靠近或在 H點(diǎn)處，一般 λ1B =(～ ) λ1H，以保證摩擦片在最大磨損限度△ λ范圍內(nèi)壓緊力從 F1B到 F1A變化不大。當(dāng)分離時(shí)，膜片彈簧工作點(diǎn)從 B變到 C，為最大限度地減小踏板力， C點(diǎn)應(yīng)盡量靠近 N點(diǎn)。 圖 211 膜片彈簧的彈性特性曲線 三、膜片彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì) 通過(guò)確定一組彈簧的基本參數(shù)，使其載荷變形特性滿足離合器的使用 性能要求，而且彈簧強(qiáng)度也滿足設(shè)計(jì)要求。 1. 目標(biāo)函數(shù) 關(guān)于膜片彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)主要有以下幾種： 1) 彈簧工作時(shí)的最大應(yīng)力為最小。 2) 從動(dòng)盤(pán)摩擦片磨損前后彈簧壓緊力之差的絕對(duì)值為最小。 3) 在分離行程中，駕駛員作用在分離軸承裝置上的分離操縱力平均值為最小。 4) 在摩擦片磨損極限范圍內(nèi)，彈簧壓緊力變化的絕對(duì)值的平均值為最小。 5) 選 3)和 4)兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)為雙目標(biāo)。 選取 5)作為目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)分配不同權(quán)重來(lái)協(xié)調(diào)它們之間的矛 盾，并用轉(zhuǎn)換函數(shù)將兩個(gè)目標(biāo)合成一個(gè)目標(biāo)，構(gòu)成統(tǒng)一的總目標(biāo)函數(shù)。 式中， ω1和 ω2分別為兩個(gè)目標(biāo)函數(shù) ?(x1)和 ?(x2)的加權(quán)因子，視設(shè)計(jì)要求選定。 （ 212） 2. 設(shè)計(jì)變量 通過(guò)支承和壓盤(pán)加在膜片彈簧上的載荷 F1集中在支承點(diǎn)處，加載點(diǎn)間 的相對(duì)軸向變形為 λl(圖 2— 12b)，則有關(guān)系式 ? ? ? ? ? ?? ? ?????? ????????? ??????????? ??????? 21111112112111 2/ln16 hrR rRHrR rRHrR rREhfF ??????(213) 圖 2— 12 膜片彈簧在不同工作狀態(tài)時(shí)的變形 a)自由狀態(tài) b)壓緊狀態(tài) C)分離狀態(tài) 式中 ， E為材料的彈性模量； μ為材料的泊松比； H內(nèi)截錐高度； h彈簧板厚；R、 r為碟簧部分大 、 小端半徑； R r1為壓盤(pán)加載點(diǎn)和支承環(huán)加載點(diǎn)半徑 。 從膜片彈簧載荷變形特性公式 (2— 12)可以看出 ， 應(yīng)選取 H、 h、 R、 r、 Rr1這六個(gè)尺寸參數(shù)以及在接合工作點(diǎn)相應(yīng)于彈簧工作壓緊力 F1B的大端變形量λ1B (圖 2— 11)為優(yōu)化設(shè)計(jì)變量 ， 即 X = [ x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 ]T= [ H h R r R1 r1 λ1B ]T (214) 3. 約束條件 1) 應(yīng)保證所設(shè)計(jì)的彈簧工作壓緊力 F1B與要求壓緊力 FY相等 ， 即 F1B=FY 2) 為了保證各工作點(diǎn) A、 B、 C有較合適的位置 (A點(diǎn)在凸點(diǎn) M左邊 ， B點(diǎn)在拐點(diǎn) H附近 ， C點(diǎn)在凹點(diǎn) N附近 ， 如圖 211所示 )， 應(yīng)正確選擇 λ1B相對(duì)于拐點(diǎn)λ1H的位置 ， 一般 λ1B／ λ1H=～ ， 即 111 ????????????rRrRH B?(215) 3) 保證摩擦片磨損后仍能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩 ， 摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力 F1A 應(yīng)大于或等于新摩擦片時(shí)的壓緊力 F1B， 即 F1A≥F1B 4) 為了滿
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