[發明專利]塑料離合踏板總成設計

無效

• 申請號: 200810034918.2
• 申請日: 2008-03-20
• 公開（公告）號: CN101239585A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 鄭松林;劉仁山;杜月鑫;倪志偉;井清;成永剛;張瑾;袁鋒
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B60K23/02
• 分類號: B60K23/02;G06F17/50
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種離合踏板總成設計，尤其是一種由塑料制成的離合踏板總成的設計。

背景技術

目前，輕量化設計已成為當今汽車產業努力發展的方向之一，同時汽車輕量化設計也是一個重要的研究課題。減輕汽車自重，不僅可以減少原材料的消耗，降低汽車的成本，還可以顯著降低汽車能源消耗，減少有害氣體的排放，提高汽車的動力性等。國內外開展輕量化設計的方案主要有三種：一種是汽車用材料的輕量化設計，即選用輕質化、高強度的材料來代替鋼鐵材，這些材料主要有鋁合金、鎂合金、塑料及其復合材料等。另一種是結構技術的輕量化設計，常用有限元法和優化設計方法進行結構改進和優化設計，以減少零部件的質量和數量來減輕整車的重量。第三種是工藝的輕量化設計，例如利用金屬材料的低載強化特性，對變速箱齒輪使用新的磨合規范，可以提高齒輪的強度和壽命，從而進行輕量化設計。在繼續推進汽車輕量化設計的過程中，采用輕結構設計與創新制造工藝是相輔相成的。通過對傳統的工藝進行變革，采用創新的工藝制造出集成、中空的零部件，從而減輕零部件的質量。

汽車用塑料量的多少，作為衡量汽車設計和制造水平的一個重要標志。汽車輕量化使塑料作為原材料在汽車零部件領域被廣泛采用，從內裝件到外裝件以及結構件，塑料制件的身影隨處可見。

踏板是汽車的重要安全部件。由于塑料的強度、剛度要求以及其它考慮因素與鋼結構件不同，這對設計者要求比較高。這項新型離合踏板無論從材料選擇、制造工藝以及力學特性均與以往不同，它的特點是對汽車踏板總成的開發結合了汽車用材料輕量化設計和技術輕量化設計的優點，將先進工程塑料材料引入到轎車踏板總成的結構設計中，并利用有限元方法對其結構進行分析、設計，從而走出一條汽車零部件輕量化設計的新途徑和新方法，為企業產品改造、新產品設計提供一種新思路、新方法。

發明內容

本發明是進行一種塑料離合踏板總成設計，其目的是要研發塑料總成產品來代替相應的金屬產品，對汽車踏板總成的開發結合汽車用材料輕量化設計和技術輕量化設計的優點，將先進工程塑料材料引入到轎車踏板總成的結構設計中，并利用有限元方法和仿真分析對其結構進行分析、設計。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種塑料離合踏板總成設計，具體步驟是：

1.踏板總成外形結構設計

離合踏板外形的結構設計綜合考慮安裝環境、人體力學、成型工藝、塑料結構特征；按照踏板總成設計的各種標準、環境要求，以及踏板總成的空間要求、位置要求、功能要求，兼顧塑料制品成型工藝要求，利用三維造型軟件SolidWorks軟件初步設計出符合要求的踏板總成外形結構模型；

2.踏板總成功能仿真

針對離合踏板系統的設計要求，采用一個輔助踩踏力機構，此機構使得在踏板臂運動過程中，腳對踏板面的作用力始終保持在一個合理，舒適的狀態，減輕駕駛員的駕駛疲勞；

3.強度設計及實驗驗證

利用有限元分析方法和有限元分析軟件對設計的離合踏板總成結構進行強度設計，確保其強度和剛度要求。

上述第一步驟中，具體方法為：

(1)造型設計

初步確定實現使用功能的零件的形狀尺寸、尺寸精度、形位公差和表面質量，并且做靜載荷條件下短期和長期的形變校核及動載荷條件下沖擊、疲勞和磨損校核；

(2)材料設計

根據加工性能、力學性能、熱性能和物理性能有關性能要求選定材料；

(3)工藝結構設計

根據聚合物加工流變學的理論基礎，設計時必須合理的處理流動性、收縮率、嵌件和脫模技術問題；

上述第三步驟中，對離合踏板總成的強度設計，采用類比分析的方法，即通過參考模型的有限元分析結果和實驗進行驗證，做出可行性評估，再對設計的離合踏板總成進行設計；

然后參照參考模型有限元分析的條件設置，對設計模型進行有限元分析。對比設計模型和參考模型的強度和剛度分析結果，符合要求則對模型保留作進一步細節修改，否則需要對結構進行重新設計。

本發明的有益效果是：