[發明專利]一種汽車膜片彈簧離合器優化設計方法

在審

• 申請號: 201711010803.5
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107605984A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 孫錚
• 申請（專利權）人: 十堰市常越機電科技有限公司
• 主分類號: F16D13/38
• 分類號: F16D13/38;F16D13/64;G06F17/50
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙)11265
• 代理人: 葉樹明

技術領域

本發明涉及一種汽車膜片彈簧離合器優化設計方法，屬于機械制造技術領域。

背景技術

考慮到膜片彈簧離合器的優化設計，加快汽車用離合器膜片彈簧，研制步伐、縮短生產周期的首要因素是建立、論證，快速有效的設計方案。原始的膜片彈簧的設計步驟大致分為：依據經驗制成試樣試運行、修改原有數據、再次試運行，如此循環直至滿足設計需求為止。為了順應現代汽車工業，在國際范圍內的積累競爭和不同客戶，對于離合器的不同要求的大環境，人們對于離合器的綜合性能和使用效率要求日漸提高，因此，采用集成方法和集成技術來共同研制新型膜片彈簧離合器，將成為離合器設計理論和方法體系的發展趨勢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：(1)由于缺乏相應的實驗條件，得出的結論無法進行膜片彈簧模擬載荷—變形實驗進行驗證，僅存在于理論層面。(2)由于建模和有限元分析中存在著對模型結構及約束條件的簡化，分析過程不可避免的造成分析數據與實際值之間的偏差，需要在以后的工作中進一步得到分析。

為解決上述技術問題，本發明是按如下方式實現的：一種膜片彈簧離合器，包括以下步驟：

1)熟悉膜片彈簧離合器的結構與工作原理，利用已有的參數和數據完成膜片彈簧離合器主要零部件的設計計算；

步驟如下：

1°離合器傳扭能力計算，根據公式：T_cmax＝P_∑·μ·R_c·Z_c(式1)為保證離合器能可靠傳遞發動機扭矩，離合器傳遞發動機最大扭矩T_emax所需的最大摩擦力矩關系如下：T_cmax＝β·T_emax.為了滿足可靠傳扭，要求：T_cmax＝β·T_emax＝P_∑·μ·R_c·Z_c

為保證離合器有足夠的使用壽命,(式1)中P_∑應有足夠大的摩擦面積來承受；

2°摩擦片外徑D和其它尺寸確定；摩擦片外徑D是離合器的基本尺寸，可按以下經驗公式初選：

輕、中型貨車：單片＝16.0～18.5，雙片＝13.5～15.0；離合器尺寸應符合尺寸系列標準GB5764-86《汽車用離合器面片》，所選外徑D應使摩擦片最大圓周速度不超過65m/s，以免摩擦片飛離；計算結果應圓整；內徑，式中為內外徑比值；按設計經驗，推薦＝0.53～0.7；一般來說，發動機轉速越高，取值越大；具體值查離合器摩擦片尺寸系列；

3°離合器后備系數的初選，初選外徑D的同時，還應初選離合器的后備系數β，它反映離合器傳遞發動機最大轉矩的可靠程度；轎車、微型和輕型汽車：β＝1.20～1.75

4°單位壓力P0的初選；根據圖5來初步確定；

(2)根據現有的數據，借助MATLAB完成膜片彈簧離合器的各零部件設計尺寸進行了核，計算結果滿足設計要求；根據P1與λ1的關系式：可以得到膜片彈簧在不同的H/h和不同的R/r彈性特性曲線；

(3)再利用CATIA對膜片彈簧進行三維建模；

(4)再利用ANSYS建立單個膜片彈簧分離指壓緊狀態時靜態模型，模擬與壓盤接觸時膜片彈簧的約束情況和受力情況，得到膜片彈簧模型的最大應力值和最大變形量；

(5)最后利用Isight進行集成優化，得到膜片彈簧結構的最優解。

本發明的積極效果是：增加離合器的傳扭能力、提高其使用壽命、簡化操作，增加離合器的傳扭能力、延長其使用壽命、簡化操作、尺寸緊湊。

附圖說明

圖1.H/h變化時彈性特性圖。

圖2.R/r變化時彈性特性圖。

圖3.膜片彈簧的應力等制圖。

圖4.膜片彈簧的位移圖。

圖5單位壓力與摩擦片外徑的關系：1-適用于小轎車；2-適用于載重車。

圖6膜片彈簧三維建模圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

如圖1-6所示，一種膜片彈簧離合器，包括以下步驟：