关键结构参数对弹簧离合器传扭性能影响分析

弹簧离合器具有结构简单、传递功率密度大的特点,但目前对其传扭失效特征尚不明晰。采用有限元数值计算方法,建立了2000 kW弹簧离合器模型;重点研究了弹簧离合器的变截面弹簧间隙及其激发圈厚度等关键结构参数对离合器传扭性能的影响;分析了不同结构参数下弹簧内外圈应力以及弹簧离合器的传扭失效特征;实验测试了弹簧激发圈厚度较小时离合器传扭性能,验证了其打滑失效特征。研究表明:较大的弹簧间隙会降低弹簧离合器传递扭矩能力,导致其打滑失效;适当减小弹簧间隙,可提高传递扭矩能力,使应力分布更合理;减小弹簧激发圈厚度,激发扭矩减小,易导致弹簧离合器打滑。弹簧离合器传扭性能的研究,为弹簧离合器的优化设计提供了依据。     

不同接触摩擦条件下超越弹簧离合器接合特性分析

运用有限元和动力学分析方法分析了新开发的大功率高速弹簧离合器在不同摩擦系数下的接合动态特性;在Abaqus平台上建立了由弹簧和输入输出壳体组成的弹簧离合器三维有限元模型,分析得到了不同摩擦系数下离合器的响应时间、接合时间、弹簧内外圈的Mises应力、径向位移。结果表明,设计的变截面弹簧离合器响应速度快,弹簧稳态接合后的Mises应力分布较均匀,且弹簧中部圈还未完全与壳体内壁接触,离合器承载能力还有一定裕度。此外,弹簧与壳体间摩擦系数对离合器接合时间、响应时间影响不大,对弹簧Mises应力有影响,对弹簧的径向位移影响明显。     

PCE超越离合器弹簧的磨损及疲劳寿命分析

PCE超越离合器的弹簧运动、受载复杂,其寿命直接影响离合器的可靠性。文中采用动力学仿真方法对离合器接合及稳定传动阶段弹簧与楔块的相对速度进行了分析,基于Archard磨损模型计算获得了离合器接合瞬态与稳定传动两种状态下弹簧磨损断裂的时间。通过有限元方法分析了离合器接合状态下弹簧应力,采用Manson-Coffin模型对弹簧疲劳寿命进行了预测。研究结果表明:弹簧最大应力出现在弹簧与楔块侧槽接触处;弹簧疲劳裂纹产生寿命长于磨损断裂寿命,即弹簧的寿命取决于磨损。文中研究可为PCE离合器中弹簧的设计提供依据。     

芯轴对弹簧不同预扩张量条件下弹簧离合器接合特性分析

芯轴对弹簧的预扩张量直接影响弹簧离合器的动静态性能,在建立弹簧离合器动力学有限元模型基础上,分析了芯轴对弹簧的不同预扩张量条件下的动态接合特性,得到了不同预扩张量下离合器的响应时间、接合时间以及弹簧径向位移、内圈Mises应力和压应力。结果表明,无预扩张量时,离合器弹簧与壳体不能稳定接合,导致工作失效;在具备稳定接合的条件下,预扩张量对离合器接合时间、响应时间的影响在毫秒级。增大预扩张量,弹簧径向位移增大,弹簧沿长度方向平均压应力下降、压应力分布更均匀。     

弹簧激发段的预压缩量对离合器接合性能的影响

弹簧离合器是通过弹簧两端激发圈在壳体内预压缩产生摩擦力矩实现自激的,弹簧两端激发圈预压缩量的大小直接影响离合器的结合性能及使用寿命。运用有限元方法建立了弹簧离合器动力学模型,求解了不同端部预紧量下高速弹簧离合器输出壳体与输入壳体速度的同步性,以及弹簧的Mises应力和径向位移,由此得到了弹簧离合器自激接合的弹簧预压缩量条件,并与解析求解得到的离合器临界预压缩量进行了对比。此外,有限元分析结果表明,稳态接合后弹簧的应力分布呈M型,弹簧的过渡线圈段应力出现峰值,而中间端应力分布均匀。该分析可为弹簧离合器的优化设计提供依据。     

变截面超越弹簧离合器结合过程动力学特性分析

分析了超越弹簧离合器的工作原理,揭示了变截面弹簧离合器结合过程运动与动力学特性为。在建立超越弹簧离合器有限元模型及加载边界条件基础上,分析了离合器结合过程中弹簧扩张及各圈应力变化规律。得到了弹簧/壳体接触力分布特征和离合器结合时间、输出壳体与输入壳体速度跟随特性,以弹簧在非稳态—稳态过程中径向各点Mises应力和弹簧内外圈应力变化规律。论文研究为离合器结构、参数设计和故障分析提供了依据。     

膜片弹簧离合器在叉车上的应用

介绍了膜片弹簧离合器的结构、工作原理及工作特性,并结合实践列举了叉车用膜片弹簧离合器的计算方法。叉车整车试验表明在叉车上应用膜片弹簧离合器优于螺旋弹簧离合器。     

新型离合器

本文介绍前苏联研制成功的两种新型离合器——安全离合器(发明证书号1402732)和滚子式离合器(发明证书号1599597), 安全离合器(见图1)由主动半离合器4、被动半离合器6、扭力弹簧5、保险销1(挡板2可防止其脱落)和接套3等组成。扭力弹簧安装在两个半离合器之间,一端和主动半离合器连接,另一端和接套连接;接套又通过保险销连接到被动半离合器的一定位置上,使其端面与被动半离合器端面相距△,并在安装时使扭力弹簧具有预加的轴向压缩度。安全离合器工作时,扭矩由主动半离合器经扭力弹簧、接套和保险销传递给被动半离合器。由于保险销     

离合器操纵机构扭转弹簧参数优化

为了评估某品牌汽车离合器性能,构建了离合器系统台架测试平台,通过模拟离合器系统在整车上的安装状态进行测试,得到踏板特性曲线及相关试验数据。针对台架测试中出现最大踏板力过大、预紧力过小、踏板下降力过小等问题,对离合器操纵机构进行力学建模,并分析影响离合器性能的相关因素。从工程实用的角度提出优化扭转弹簧的结构参数来改变踏板力学特性,保证离合器系统满足性能要求。对扭转弹簧进行运动分析并建立其力学模型,以扭转弹簧能够达到最大助力效果为原则,优化扭转弹簧安装角度;根据离合器设计约束条件,以扭转弹簧疲劳安全系数最大为目标函数,优化弹簧线径、中径、臂长和圈数等参数。将改进后的扭转弹簧重新装入踏板总成,通过测试平台验证了优化方案的可行性和合理性。     

膜片弹簧离合器仿真优化设计

为了在离合器设计过程中降低膜片弹簧离合器的制造成本,减少尺寸,使之在结构上得到更好的性能,提出了以整个结构重量最小为主要设计目标的离合器数学模型,并对膜片弹簧离合器参数进行了优化计算。结果显示,在保证性能要求的前提下,该方法所设计的膜片弹簧离合器能显著地降低结构的重量,对进一步研究膜片弹簧离合器具有重要的意义。