2离合器基本参数分析

离合器根本参数分析的静摩擦力矩可表示为：T=fFZR(1)擦面上的工作压力(N)；R(m)；Z为摩擦面数。假设摩擦片上压力均匀，则有：RcD2+Dd+d2F—p。A—p。~—r(D2-dz)汽车离合器根本参数的优化设计式中，P。为摩擦面单位面积上的压力(N／m。)；A为一个摩擦面的面积(m)；D为摩(m)；d为摩擦片内径(m)。将式(2)、式(3)代入式(1)得：TfZp。D。(1一c。)(4)上厶式中，c为摩擦片内外径之比，c=d／D。Tc应大于发动机最大转矩，即：T(5)式中，T一为发动机最大转矩(N·m)；p为离合器的后备系数，p>1。由以上分析可知，离合器的根本参数主要有性能参数p和P。、尺寸参数d和D。后备系数p反映了离合器传递发动机最大转矩的牢靠程度，是重要的离合器设计参数，各类汽车p的取值范围见表1。单位面积压力P。对离合器工作性能和使用寿命有很大擦片材料、P。按表2选取。表1B的取值范围轿车和轻型货车p一1．2～1．75中型和重型货车p一1．5～2．25越野车、带拖挂的重型汽车和牵引汽车p一1．8～4．0表2po的取值范围石棉基材料po一0．10～0．35MPa烧结金属材料P0-0．35～0．60MPapo一0．70～1．50MPa当离合器构造型式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩T(1)和式(5)，适中选取后备系数p和单位压力PD时，选用较小的内径d虽可增大摩擦面积，提高工作压紧力和传递转矩的力量，但会使摩擦面上的，且不利于散热和扭转减振器的安装。离合器根本参数的优化数学模型及方法确定设计变量和目标函数后备系数p可由式(1)和式(5)确定，可以看出p取决于离合器工作压力F和离合器离合器根本参数的优化设计变量可选为：X-IxlX2X3]一IFDd](6)尺寸尽可能小，即目标函数为：F(x)=mlnl”T“(xzx3。)]=mlnl,7“(D。一d。)](7)确定约束条件C应在0．53～0．7范围内。则有：gl(X)一[一x3／x2]+0．53≤0(8)g2(X)一Ix3／x2]一0．7≤0(9)摩擦片的外径D选取应使摩擦片最大圆周速度Vo不超过70m／s，以免摩擦片发g3(X)一[(彻【enIIx2)·10～／60]一70≤0(10)B值应在围内(见表1)。则有：g4(X)一{-fZxl(xfl-X33)／l”3T～(X22一x3。)])+≤0(11)gs(X)一{fZxl(xfl-X33)11-3T(X2。一x3。)]}一do(12)B的取值上限，为B的取值下限。P根据所用的摩擦材料在肯定范围内选取(见表2)。则有：g6(X)一{-4xl／l”~(xZ—x3。)]}+pLY0(13)g7(X)一{4xl／[7c(x2。一x3。)]}一pH≤O(14)式中，Pn为P。的取值上限，P为P。的取值下限。为了保证扭转减振器的安装，摩擦片内径d必需大于减振器弹簧位置直径Do某一值。则有：g8(X)=(mx3)+(Do+5O)≤0(15)伤，每一次接合的单位摩擦面积滑磨功应小于其许用值。即：w[w](16)为单位摩擦面积滑磨功(J／m‘J／mz，对于轻型货车：[w]一33X10‘J／m。，对于重型货车：[w]一25X10‘J／m。；W步时离合器接合一次所产生的总滑磨功(J)，可依据下式计算：．W·(17)的传动则有：g9(X)一{7cma2r,z／l,45Zioigz(x22一x。)])一[w]≤0(18)一48“://cqvip/“://cqvip-●● ，-汽车离合器根本参数的优化设计优化方法9个不等式约束[式(8)～(15)和式(18)3和1个目标函数[式(7)]组成的3维非线性优化数学模型，即：minF(X)一7【(x；-X；)／4(19)x—Ix1，X2，X3](2O)S．tgi(X)≤0；i一1，2，9(21)在此承受罚函数法进展优化，其表达式为：9甲(x，M)一F(x)一M(1／gi(x))(22)式中，M实例计算一口塘一145一Z一2，i1—3．545，io一3．889，r，一0．314m，D。一0．80m，m一1710kg。其优化计算结果如表3所示。规设计的缺点，节约汽车开发周期。．裹3F(N)D(m)d(m)57000．2280．15O优化设计56000．2220．146E1][-M-]．江苏：东南大学出版社，1995．王望予．汽车设计[M]．北京：机械工业出版社，2023．刘惟信．机械最优化设计[M]．北京：清华大学出版社，1994．AnoptimumdesignofthebasicparametersofclutchesWANGMeng(DepofMechanicalEngShiyanTechnicalInstituteShiyanHubei442023)ofclutcharethebackupcoefficientBthepressureperunitareaoffrictionplanePo，theouterdiameteroffrictionplateD，theinnerdiameteroffrictionplated，etc．affectthestructuredimensionandperformanceofclutchdirectly．Thispaperdeter—minestheoptimalbasicparametersofclutchwithoptimummethod．Thepracticabilityofoptimummethodi