【正文】 為兩個目標(biāo)函數(shù)和的加權(quán)因子，視設(shè)計要求選定。2. 設(shè)計變量 從膜片彈簧彈性特性計算式（7－2）可以看出，應(yīng)選取、、這六個尺寸參數(shù)以及在接合工作點(diǎn)相應(yīng)于彈簧工作壓緊力的大端變形量（）為優(yōu)化設(shè)計變量，即（7－3） 膜片彈簧工作點(diǎn)位置圖3. 約束條件1）應(yīng)保證所設(shè)計的彈簧工作壓緊力與要求的壓緊力相等，即＝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7－4所示），應(yīng)正確選擇相對于拐點(diǎn)的位置，一般，即（7－4）3）為了保證摩擦片磨損后離合器仍能可靠地傳遞轉(zhuǎn)矩，并考慮到摩擦因數(shù)的下降，摩擦片磨損后彈簧工作壓緊力應(yīng)大于或等于新摩擦片時的壓緊力，即4）為了滿足離合器使用性能的要求，彈簧的與初始底錐角應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即5）彈簧各部分有關(guān)尺寸的比值應(yīng)符合一定的范圍，即（7－5）6）為了使摩擦片上的壓緊力分布比較均勻，拉式膜片彈簧的壓盤加載點(diǎn)半徑應(yīng)位于摩擦片的平均半徑與外徑之間，即7）根據(jù)彈簧結(jié)構(gòu)布置要求，與，與，與之差應(yīng)在一定范圍內(nèi)，即8）膜片彈簧的分離指起分離杠桿的作用，因此其杠桿比應(yīng)在一定范圍內(nèi)選取，即9）彈簧在工作過程中，B點(diǎn)的最大壓應(yīng)力應(yīng)不超過其許用值，即10)彈簧在工作過程中，點(diǎn)（或A點(diǎn)）的最大拉應(yīng)力（或）應(yīng)不超過其相應(yīng)的許用值，即 或11）彈簧在制造過程中，由于其主要尺寸參數(shù)H、h、R和r都存在加工誤差，對彈簧的壓緊力有一定的影響。因此，為了保證在加工精度范圍內(nèi)彈簧的工作性能，必須使由制造誤差引起的彈簧壓緊力的相對偏差不超過某一范圍，即（7－6）式中： H的制造誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值； h的制造誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值； R的制造誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值； r的制造誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值。12）在離合器裝配誤差范圍內(nèi)引起的彈簧壓緊力的相對偏差，也不得超過某一范圍，即（7－6）式中： 離合器裝配誤差引起的彈簧壓緊力的偏差值。第8章 扭轉(zhuǎn)減震器設(shè)計 扭轉(zhuǎn)減震器概述扭轉(zhuǎn)減震器主要由彈性元件（減震彈簧或橡膠）和阻尼元件（阻尼片）等組成。彈性元件的主要作用是降低傳動系的首端扭轉(zhuǎn)剛度，從而降低傳動系扭轉(zhuǎn)系統(tǒng)的某階（通常為三階）固有頻率，改變系統(tǒng)的固有振型，使之盡可能避開由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩主諧量激勵引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振動能量[1。因此，扭轉(zhuǎn)減震器具有如下功能：1) 降低發(fā)動機(jī)曲軸與傳動系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動系扭振固有頻率。2) 增加傳動系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應(yīng)振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài)扭振。3) 控制動力傳動系總成怠速時離合器與變速器軸系的扭振，消減變速器怠速噪聲和主減速器與變速器的扭振及噪聲。4) 緩和非穩(wěn)定工況下傳動系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷，改善離合器的接合平順性。扭轉(zhuǎn)減振器具有線性和非線性兩種特性。單級線性減振器的扭轉(zhuǎn)特性，其彈性元件一般采用圓柱螺旋彈簧，廣泛應(yīng)用于汽油機(jī)汽車中。當(dāng)發(fā)動機(jī)為柴油機(jī)時，由于怠速時發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)不均勻度較大，常引起變速器常嚙合齒輪間的敲擊，從而產(chǎn)生令人厭煩的變速器怠速噪聲。在扭轉(zhuǎn)減振器中，另設(shè)置一組剛度較小的彈簧，使其在發(fā)動機(jī)怠速工況下起作用，以消除變速器怠速噪聲。此時可得到兩級非線性特性，第一級的剛度很小，稱為怠速級；第二級的剛度較大。在柴油機(jī)汽車中，目前廣泛采用具有怠速級的二級或三級非線性扭轉(zhuǎn)減振器。在扭轉(zhuǎn)減震器中，也有采用橡膠代替螺旋彈簧作為彈性元件，以液體阻尼器代替干摩擦阻尼的新結(jié)構(gòu)[18]。 扭轉(zhuǎn)減震器參數(shù)減振器的扭轉(zhuǎn)剛度和阻尼摩擦元件間的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩是兩個主要參數(shù)，決定了減振器的減振效果。其設(shè)計參數(shù)還包括極限轉(zhuǎn)矩、預(yù)緊轉(zhuǎn)矩和極限轉(zhuǎn)角等。1． 極限轉(zhuǎn)矩極限轉(zhuǎn)矩是指減振器在消除了限位銷與從動盤轂缺口之間的間隙時所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩，即限位銷起作用時的轉(zhuǎn)矩。它受限于減振彈簧的許用應(yīng)力等因素，與發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩有關(guān)，一般可?。?－1）式中，商用車：；乘用車：。本設(shè)計要設(shè)計的是乘用車，故而計算得試驗(yàn)表明，當(dāng)減振器傳遞的極限轉(zhuǎn)矩與汽車后驅(qū)動輪的最大附著力矩相等時，傳動系的動載荷為最小；若，系統(tǒng)將會產(chǎn)生沖擊載荷；若，則會增大減振器的角剛度，使傳動系動載荷有所增大。因此，也可按下式選取（8－2）式中： 滿載汽車后驅(qū)動橋靜載荷； 附著系數(shù)，計算時?。? 車輪滾動半徑； 主減速比； 變速器一檔傳動比。2． 扭轉(zhuǎn)角剛度為了避免引起傳動系的共振，要合理選擇減振器的扭轉(zhuǎn)角剛度，使共振現(xiàn)象不發(fā)生在發(fā)動機(jī)常用的工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。決定于減震彈簧的線性剛度及其結(jié)構(gòu)布置尺寸。設(shè)減震彈簧分布在半徑為的圓周上，當(dāng)從動片相對從動盤轂轉(zhuǎn)過時，彈簧相應(yīng)變形量為。此時所需加在從動片上的轉(zhuǎn)矩為（8－3）式中： 使從動片相對從動盤轂轉(zhuǎn)過所需加的轉(zhuǎn)矩； 每個減震彈簧的線剛度； 減震彈簧個數(shù)； 減震彈簧位置半徑。根據(jù)扭轉(zhuǎn)剛度的定義，則（8－4）式中： 減振器扭轉(zhuǎn)角剛度。設(shè)計時，可按經(jīng)驗(yàn)初選為（8－5）3． 阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩由于減振器扭轉(zhuǎn)剛度受結(jié)構(gòu)及發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制，不可能很低，故為了在發(fā)動機(jī)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)最有效地消振，必須合理選擇減振器阻尼裝置的阻尼摩擦轉(zhuǎn)矩。一般可按下式初選為（8－6）4． 預(yù)緊轉(zhuǎn)矩減振彈簧在安裝時都有一定的預(yù)緊。研究表明，增加，共振頻率將向減小頻率的方向移動，這是有利的。但是不應(yīng)大于，否則在反向工作時，扭轉(zhuǎn)減振器將提前停止工作，故?。?－7）5． 減震彈簧的安裝位置半徑的尺寸應(yīng)盡可能大些，一般由（8－8）計算取得，結(jié)合，得出??；又，合格。6． 減震彈簧個數(shù)。 減振器彈簧個數(shù)的選取摩擦片外徑225～250250～325325～3503504～66～88～1010由摩擦片外徑可選取減震彈簧個數(shù)。7． 減震彈簧尺寸1) 選取材料，計算許用應(yīng)力 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》采用彈簧鋼絲[19]，設(shè)彈簧鋼絲直徑。2) 選擇旋繞比，計算曲度系數(shù)根據(jù)下表選擇旋繞比 旋繞比的薦用范圍～～1～～67～1618～427～145～125～104～94～84～6確定旋繞比。 曲度系數(shù)根據(jù)計算得。3) 強(qiáng)度計算 由公式計算得出，與設(shè)的彈簧鋼絲直徑相同，故合格。 彈簧鋼絲中經(jīng)；彈簧鋼絲外徑。4) 極限轉(zhuǎn)角，取，則。5) 剛度計算 彈簧剛度，其中，為最小工作力。彈簧的切變模量，則彈簧的工作圈數(shù)取，總?cè)?shù)為。6) 彈簧的最小高度7) 減震彈簧的總變形量8) 減震彈簧的自由高度9) 減震彈簧預(yù)緊變形量10) 減震彈簧的安裝高度結(jié) 論本次設(shè)計根據(jù)給出的設(shè)計要求和原始設(shè)計參數(shù)，以及帶摩擦片厚度報警器的離合器及其操縱機(jī)構(gòu)的工作原理和使用要求，通過對其工作原理的闡述、結(jié)構(gòu)方案的比較和選擇、相關(guān)零件參數(shù)的計算，大致確定了離合器及其操縱機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和主要尺寸以及制造相關(guān)零部件所用的材料。結(jié)構(gòu)方面：根據(jù)設(shè)計要求，考慮到使用條件和其顯著的優(yōu)點(diǎn)，選用帶扭轉(zhuǎn)減震器的單片拉式膜片彈簧離合器，壓盤驅(qū)動方式采用彈性傳動片傳動，分離軸承采用自動調(diào)心式分離軸承，操縱機(jī)構(gòu)采用液壓式。計算方面：確定了離合器的主要參數(shù)、結(jié)果按照基本公式運(yùn)算得出并通過約束條件，檢驗(yàn)合格。根據(jù)膜片彈簧基本參數(shù)之間的約束關(guān)系，初步確定了膜片彈簧的尺寸參數(shù)，并通過優(yōu)化程序得出了膜片彈簧尺寸的優(yōu)化值，并進(jìn)一步確定了膜片彈簧的工作點(diǎn)，同時進(jìn)行了強(qiáng)度校核。選材方面：摩擦片選用編織石棉有機(jī)材料，保證其有足夠的強(qiáng)度和耐磨性、熱穩(wěn)定性、磨合性，不會發(fā)生粘著現(xiàn)象。膜片彈簧采用，其中所含硅成分提高了機(jī)件的彈性，所含錳，加強(qiáng)了耐高溫性；傳動片采用，滿足其強(qiáng)度需要；壓盤采用，提高了耐磨性；從動片采用鋼；減震彈簧采用；離合器蓋采用鋼，提高了散熱能力；設(shè)計后的離合器溫升校核合格。綜上所述，本次設(shè)計遵從了（1）分離徹底；（2）接合柔和；（3）操縱輕便，工作特性穩(wěn)定；（4）從動部分轉(zhuǎn)動慣量小的設(shè)計要點(diǎn)，數(shù)據(jù)全部通過約束條件檢驗(yàn)，原件所使用的材料基本上符合耐磨，耐壓和耐高溫的要求，而且離合器尺寸合格，適宜安裝，能最高效率傳遞發(fā)動機(jī)扭矩，符合計劃書及國家標(biāo)準(zhǔn)。致 謝參考文獻(xiàn)[1] 第3版. . [2] .[3] . [4] .[5] .[6] .[7] 《汽車設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)資料手冊基礎(chǔ)篇》.[8] （整車底盤卷）..[9] 徐石安，.[10] .[11] .[12] .[13] (德) .[14] .[15] 機(jī)械工程手冊、 第3卷專用機(jī)械卷 .[16] .[17] （新版）..[18] .[19] 濮良貴、.