(完整word版)扭转减震器设计
汽车发动机曲轴扭振减振器设计
汽车发动机曲轴扭振减振器设计1前言1.1课题研究背景及意义传动系扭转振动是汽车的主要振动形式之一, 会直接影响到汽车零部件的使用寿命和汽车的乘坐舒适性。
一些汽车新技术的应用(如轻量化、柴油发动机在轿车上的推广和低转速大扭矩发动机的应用等)使得限制扭振减振变得愈发困难。
传统的汽车扭振减振措施是在离合器从动盘上安装扭振减振器，简称CTD。
由于离合器从动盘受其空间尺寸的限制，弹性元件刚度大、减振器相对转角小、设计尺寸小,从而使得CTD振动传递率较大, 隔振效果很差，尤其是在低速区几乎没有明显的隔振作用。
由于自身的不足, CTD很难满足人们日渐提高的乘坐舒适性的要求, 最典型的取而代之的扭振减振器是双质量飞轮式扭振减振器(简称DMF)。
所说的DMF,就是将发动机飞轮分成两部分, 并在中间用扭转减振器连接。
这样, 扭转减振器弹性元件和阻尼元件便可以布置在较大的空间内, 因此减振器相对转角较大, 可以将刚度设计得很小,发动机传递到变速箱上的扭振波动便被有效的隔离了。
1.2扭振减振器在国内外的发展现状DMF扭转减振器诞生于上世纪八十年代中期, 因为其克服了CTD 扭转减振器的不足之处, 因此有效地降低传动系的扭转振动, 使汽车的减振降噪技术有了一个质的飞跃。
1984年,日本一家汽车公司在一款涡轮增压柴油机汽车上首次安装了DMF。
该公司装备的双质量飞轮扭振减振器基本沿用离合器从动盘式扭转减振器的形式,但是它的采用成为双质量飞轮式扭振减振器发展史上的起点。
第二年底,德国宝马公司将DMF装备在宝马324D上, 该车当时被誉为世界上最安静的柴油车。
随后,宝马公司推出的系列车型上相继采用DMF并获得用户的广泛认可。
一直到上世纪90年代,国外DMF研制的产品已基本趋于成熟,在期间有大量的专利产品和专业研究论文出现, DMF的产量也急剧增长。
在我国国内也颇为重视对DMF减振器的研究, 早在十年之前,一些高校、汽车公司以及科研单位就开始在DMF领域进行探索和研究,这为DMF国产化奠定了理论基础。
扭转减震器的结构和工作原理
扭转减震器的结构和工作原理扭转减震器的“弹簧”大揭秘大家好，今天咱们来聊聊那个在汽车里默默工作的小英雄——扭转减震器。
别看它平时不声不响的，其实它是保证咱们开车稳稳当当的关键角色。
那么，这个小玩意儿到底长啥样？它是怎么工作的呢？别急，跟着我一起揭开这层神秘的面纱吧！让我们从它的外观开始聊起。
想象一下，当你看到一辆汽车时，最吸引你的是什么？是那流线型的车身？还是那炫目的灯光？不，都不是。
是的，就是那个藏在车底下、像弹簧一样的扭转减震器！它就像汽车的“弹簧”，让车子在颠簸的路上也能稳稳地“弹跳”起来。
接下来，我们来谈谈它的工作原理。
这个“弹簧”可不是普通的弹簧哦，它是一种特殊设计的减震器。
当车子遇到不平的路面时，比如坑坑洼洼的土路或者湿滑的雨天，轮胎与地面接触的部分就会产生震动。
这时候，扭转减震器就发挥作用了。
它就像一个聪明的“弹簧师傅”，能够感知到这些震动，然后通过内部的机械结构，将震动的能量转化为弹性势能，再通过另一个部分释放出来，这样就大大减少了震动对车辆的冲击和噪音。
举个例子，如果你坐过山车，那种忽上忽下的感觉你一定忘不了。
但是，你知道吗？我们的扭转减震器就像是个超级弹簧，它能帮你把这种感觉“压缩”成零。
也就是说，即使车子经过颠簸的路面，你也不会感到太颠簸，就像坐过山车一样刺激又安全。
当然了，扭转减震器的工作可不仅限于此。
它还能帮助保持车轮的定位，确保车辆在行驶过程中的稳定性。
想象一下，如果没有了这个小小的“弹簧”，我们的车子在行驶过程中就会像喝醉了酒一样摇摇晃晃，不仅影响驾驶体验，还可能带来安全隐患。
那么，这个“弹簧”是怎么工作的呢？简单来说，它由两个部分组成：一个主缸和一个副缸。
当车子行驶时，主缸内的活塞会上下移动，带动副缸内的活塞也上下移动。
这样，两个活塞之间就形成了一个封闭的空间，里面充满了油液。
当车子遇到颠簸时，油液就会受到挤压，形成一个个小气泡。
这些气泡就像是一个个小球，它们在油液中滚动，帮助传递震动能量。
扭转减振器分析报告
扭转减振器分析报告1. 引言扭转减振器是一种常用于减少机械系统振动的装置。
它通过在旋转系统中引入一个反向振动力矩，来抵消原有振动的效果。
本报告将对扭转减振器进行分析，包括工作原理、设计参数和性能评估等方面。
2. 工作原理扭转减振器的工作原理基于振动的相互干涉。
在机械系统中，通常存在一个主要的振动源，例如发动机或电机。
这些振动源会导致机械系统的其他部分也发生振动。
扭转减振器通过在旋转系统中引入一个附加质量来减少振动。
附加质量与系统的反向振动相位相反，因此可以抵消原有振动的效果。
通过调整附加质量的大小和位置，可以实现对系统振动的精确控制。
3. 设计参数设计扭转减振器时需要考虑以下几个参数：3.1 扭转刚度扭转刚度是指扭转减振器对振动的抵抗能力。
它的大小取决于减振器的材料和几何形状。
较大的扭转刚度意味着减振器对振动的抵抗能力更强。
3.2 附加质量附加质量的大小和位置会影响扭转减振器的性能。
较大的附加质量可以提供更强的振动抵消效果，但也会增加系统的负荷。
合理选择附加质量的大小和位置，可以在减小振动的同时，保持系统的正常运行。
3.3 振动频率振动频率是指系统振动的频率。
扭转减振器的设计应与系统的振动频率相匹配，以获得最佳的减振效果。
如果振动频率超出了减振器的工作范围，减振效果可能会显著降低。
4. 性能评估扭转减振器的性能可以通过以下几个指标来评估：4.1 减振效率减振效率是指扭转减振器对系统振动的抑制能力。
它可以通过测量系统振动幅度的减小程度来评估。
较高的减振效率意味着扭转减振器的性能更好。
4.2 能耗能耗是指扭转减振器在减振过程中消耗的能量。
较低的能耗意味着减振器在工作中更加高效。
4.3 可靠性可靠性是指扭转减振器在长期使用过程中的稳定性和可靠性。
一个可靠的扭转减振器应能够长时间保持减振效果，并且不易损坏或失效。
5. 结论本报告对扭转减振器进行了分析，并介绍了其工作原理、设计参数和性能评估等方面的内容。
汽车发动机曲轴扭振减振器设计
1前言1.1课题研究背景及意义传动系扭转振动是汽车的主要振动形式之一, 会直接影响到汽车零部件的使用寿命和汽车的乘坐舒适性。
一些汽车新技术的应用(如轻量化、柴油发动机在轿车上的推广和低转速大扭矩发动机的应用等)使得限制扭振减振变得愈发困难。
传统的汽车扭振减振措施是在离合器从动盘上安装扭振减振器，简称CTD。
由于离合器从动盘受其空间尺寸的限制，弹性元件刚度大、减振器相对转角小、设计尺寸小,从而使得CTD振动传递率较大, 隔振效果很差，尤其是在低速区几乎没有明显的隔振作用。
由于自身的不足, CTD很难满足人们日渐提高的乘坐舒适性的要求, 最典型的取而代之的扭振减振器是双质量飞轮式扭振减振器(简称DMF)。
所说的DMF,就是将发动机飞轮分成两部分, 并在中间用扭转减振器连接。
这样, 扭转减振器弹性元件和阻尼元件便可以布置在较大的空间内, 因此减振器相对转角较大, 可以将刚度设计得很小,发动机传递到变速箱上的扭振波动便被有效的隔离了。
1.2扭振减振器在国内外的发展现状DMF扭转减振器诞生于上世纪八十年代中期, 因为其克服了CTD扭转减振器的不足之处, 因此有效地降低传动系的扭转振动, 使汽车的减振降噪技术有了一个质的飞跃。
1984年,日本一家汽车公司在一款涡轮增压柴油机汽车上首次安装了DMF。
该公司装备的双质量飞轮扭振减振器基本沿用离合器从动盘式扭转减振器的形式,但是它的采用成为双质量飞轮式扭振减振器发展史上的起点。
第二年底,德国宝马公司将DMF装备在宝马324D上, 该车当时被誉为世界上最安静的柴油车。
随后,宝马公司推出的系列车型上相继采用DMF并获得用户的广泛认可。
一直到上世纪90年代,国外DMF研制的产品已基本趋于成熟,在期间有大量的专利产品和专业研究论文出现, DMF的产量也急剧增长。
在我国国内也颇为重视对DMF减振器的研究, 早在十年之前,一些高校、汽车公司以及科研单位就开始在DMF领域进行探索和研究,这为DMF国产化奠定了理论基础。
扭转减震器的结构和工作原理
扭转减震器的结构和工作原理1. 扭转减震器是什么？嘿，朋友们，今天咱们来聊聊一个听起来有点儿高大上的玩意儿——扭转减震器。
乍一听，可能觉得这东西离咱的生活有点远，但其实，它可是在车里、在摩托车上，甚至在某些机械设备里，都能看到它的身影哦。
简单来说，扭转减震器就像是你车子里的小闹钟，负责保持车子在行驶过程中不颠簸、不摇晃，保证你的舒适感。
想象一下，如果没有这个家伙，路上一个小坑都能让你感觉像坐了过山车，那可真是要闹心了。
所以，扭转减震器的作用其实是相当重要的，它可以吸收冲击力，减缓震动，让你在路上也能稳稳当当地喝着水，听着歌，心情美美的。
2. 扭转减震器的结构2.1 主要组成部分说到扭转减震器，咱们得先了解它的“家底”，也就是它的结构。
扭转减震器主要由几个部分组成：弹簧、阻尼器和支架。
听起来是不是有点儿复杂？别急，我来慢慢给你捋顺。
弹簧是它的“心脏”，负责在遇到冲击时将能量吸收起来。
它就像是一个弹跳的小子，遇到挤压就往里缩，放开手又蹦起来。
阻尼器则是“调节器”，用来控制弹簧的伸缩速度，避免它弹得太快，导致车子像跳舞一样，颠得你晕头转向。
支架呢，就像是这场舞会的场地，把一切都牢牢固定住，确保你的车子不至于乱七八糟。
2.2 工作原理那么，这些结构是怎么工作的呢？当你的车子驶过一个坑坑洼洼的路面时，轮胎首先感受到这个冲击力，然后就把这股力量传递给减震器。
弹簧会迅速压缩，把大部分冲击吸收掉，而阻尼器则在这时发挥作用，控制弹簧的弹性，让车子平稳地回到原来的位置。
听起来是不是很神奇？这就像是一个优秀的厨师，能够把各种食材调和得恰到好处，让你品尝到美味的菜肴，而不至于吃到生的或焦的。
正是因为有了扭转减震器，车子的驾驶体验才能如此顺滑。
3. 实际应用3.1 在汽车中的应用扭转减震器在汽车中的应用可以说是广泛得不行。
你想啊，特别是在城市里，路面坑洼不平，车子一颠一颠的，司机和乘客都得受到影响。
如果没有减震器，那可真是“坐不安生”，每次过个减速带都能让你有种“飞出车窗”的错觉。
扭转减振器的设计
第五节 扭转减振器的设计扭转减振器主要由弹性元件(减振弹簧或橡胶)和阻尼元件(阻尼片)等组成。
弹性元件的主要作用是降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶(通常为三阶)固有频率，改变系统的固有振型，使之尽可能避开由发动机转矩主谐量激励引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。
所以，扭转减振器具有如下功能：1)降低发动机曲轴与传动系接合部分的扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率。
2)增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的瞬态扭振o3)控制动力传动系总成怠速时离合器与变速器轴系的扭振，消减变速器怠速噪声和主 减速器与变速器的扭振与噪声。
4)缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性。
扭转减振器具有线性和非线性特性两种。
单级线性减振器的扭转特性如图2-1 4所示，其弹性元件一般采用圆柱螺旋弹簧，广泛应用于汽油机汽车中。
当发动机为柴油机时，由于怠速时发动机旋转不均匀度较大，常引起变速器常啮合齿轮齿间的敲击，从而产生令人厌烦的变速器怠速噪声。
在扭转减振器中另设置一组刚度较小的弹簧，使其在发动机怠速工况下起作用，以消除变速器怠速噪声，此时可得到两级非线性特性，第一级的刚度很小，称为怠速级，第二级的刚度较大。
目前，在柴油机汽车中广泛采用具有怠速级的两级或三级非线性扭转减振器。
图2-14 单机线性减震器在扭转减振器中，也有采用橡胶代替螺旋弹簧作为弹性元件，以液体阻尼器代替干摩擦阻尼的新结构。
减振器的扭转刚度ϕK 和阻尼摩擦元件间的摩擦转矩μT 是两个主要参数。
其设计参数还包括极限转矩j T 、预紧转矩n T 和极限转角j ϕ等。
1.极限转矩j T极限转矩为减振器在消除限位销与从动盘毂缺口之间的间隙△1(图2-1 5)时所能传递的最大转矩，即限位销起作用时的转矩。
它与发动机最大转矩有关，一般可取j T =(1.5～2.O) max e T (2-27)式中，货车：系数取1.5，轿车：系数取2.O 。
离合器扭转减振器的设计
《汽车车身设计》期末论文题目：离合器扭转减振器，从动盘毂，操纵机构的设计学生：高雄指导老师：刘成武系别：机械与汽车工程学院专业：车辆工程班级： 1103 班学号：3110105329目录一﹑绪论 (4)1.1引言 (4)1.2扭转减振器的发展 (4)1.3目前通用的从动盘减振器在特性上存在如下局限性 (5)1.4 扭转减振器的结构类型及功用 (6)1.4.1扭转减振器的结构类型 (6)1.4.2扭转减振器的功用 (7)1.5离合器减振弹簧的工作原理 (7)1.6离合器没有加装减振弹簧会怎么样 (8)二、扭转减振器的设计 (9)2.1扭转减振器主要参数 (9)2.2.1 极限转矩Tj (9)2.1.2 扭转刚度kϕ (10)2.1.3 阻尼摩擦转矩Tμ (10)2.1.4 预紧转矩Tn (10)2.1.5 减振弹簧的位置半径R0 (10)2.1.6 减振弹簧个数Zj (10)2.1.7 减振弹簧总压力F∑ (11)2.2减振弹簧的计算 (11)2.2.1减振弹簧的分布半径R1 (11)2.2.2单个减振弹簧的工作压力P (11)2.2.3减振弹簧尺寸 (11)三﹑离合器其它主要部件的结构设计 (14)3.1从动盘毂的设计 (14)四﹑操纵机构 (15)4,1离合器操纵机构应满足的要求是 (15)4.2离合器踏板行程计算 (16)4.3踏板力的计算 (16)五﹑总结 (17)一﹑绪论1.1 引言因为发动机传到汽车传动系中的转矩是周期地不断变化着的，这就使得传动系中产生扭转振动。
如果这一振动的频率与传动系的自振频率相重合，就将发生共振，对传动系零件寿命有很大影响。
此外，在不分离离合器的情况下进行紧急制动或猛烈接合离合器时，瞬时间内将产生对传动系的极大冲击载荷，从而缩短零件的使用寿命。
为了避免产生共振，缓和传动系所受的冲击载荷，所以在一般汽车离合器中装设了扭转减振器。
扭转减震器主要有弹性元件（减震弹簧或橡胶）和阻尼元件（阻尼片）等组成。
曲轴扭转减振器分析与设计
IV
1 概述
1.1 课题背景
由于汽车工业具有很强的产业关联度，因而被视为一个国家工业和经济发展水 平的重要标志，因此汽车被称为“改变世界的机器” 。 随着科技的进步，社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，包括对汽车 舒适性、安全性等性能提出了越来越苛刻的要求。为了提高汽车舒适性，减轻汽车 的振动，首先要找到汽车的振源，汽车是多自由度的振动体，并受到各种振源的作 用而发生振动，发动机就是振源之一。 当发动机工作时，曲轴在周期性变化的转矩作用下，各曲拐之间发生周期性相 对扭转的现象称为扭转振动，简称扭振 [1] 。发动机的振动关系到它的寿命、工作效 率和对周围环境的影响。曲轴系统的振动是引发内燃机振动的重要因素。由于曲轴 上作用有大小、方向都周期性变化的切向和法向作用力 , 曲轴轴系将会同时产生弯 曲振动和扭转振动。 因为内燃机曲轴一般均采用全支承结构 , 弯曲刚度较大 , 所以其 弯曲振动的自然频率较高。虽然弯曲振动不会在内燃机工作转速范围内产生共振 , 但它会引起配套轴系和机体其它部件的振动 , 是内燃机的主要噪声源。对扭转振动 而言 , 由于曲轴较长 , 扭转刚度较小 , 而且曲轴轴系的转动惯量又较大 , 故曲轴扭振 的频率较低 , 在内燃机工作转速范围内容易产生共振 , 当发动机转矩的变化频率与曲 轴扭转的自振频率相同或成整数倍时，就会发生共振。共振时扭转振幅增大，并导 致传动机构磨损加剧，发动机功率下降，甚至使曲轴断裂。曲轴作为内燃机中主要 的运动部件之一， 它的强度和可靠性在很大程度上决定着内燃机的可靠性。 因此 , 扭 转振动是内燃机设计过程中必须考虑的重要因素 [2]。 如何降低曲轴的振动是发动机曲轴设计的重要内容之一，为了消减曲轴的扭转 振动，现在汽车发动机多在扭转振幅最大的曲轴前端装置扭转减振器，目前在汽车 发动机曲轴系统中广泛采用的是橡胶阻尼式扭转减振器 (图 1.1)，有效地改善了发动 机曲轴系统的扭振特性，降低了扭振幅值。
轿车驱动轴扭转动力减震器的设计
轿车驱动轴扭摆动力减震器的设计（华福林编写）在开发新款小轿车的过程中，传动系共振问题往往会给设计师们带来困扰。
在解决问题的过程中，当改变现有结构参数很困难时，设计师别无选择只好求助于扭摆动力减震器，借以消除或减轻传动系共振对汽车带来的负面影响。
传动系共振往往发生在发动机某个转速范围内，扭摆动力减震器的工作原理就是要在此共振转速下产生相反的振动力（相位差180度）来抵消或衰减共振力。
解决问题的方法可通过理论分析和计算来确定动力减震器的参数拟或通过实验法来实现。
本文着重从理论分析和计算入手。
A．橡胶扭摆式动力减震器的理论分析A-1 首先要建立传动系的力学模型：为简化分析起见，将轿车传动系统简化为双扭摆模型，即将离合器、变速驱动箱、驱动轴、车轮及整车简化为一单扭摆，在此基础上加上动力减震器成为双扭摆。
该模型基本反映了系统的扭振特性（见图1及图2）。
图1图2式中：Jd 动力减震器质量的转动惯量Jt 自变速驱动箱输出端至车轮各旋转件的总转动惯量和整车平移质量转换到驱动轴上的当量转动惯量之和Kd 动力减震器的橡胶件的扭转角刚度 Kt 驱动轴的当量扭转角刚度Cd 动力减震器的橡胶件的线性阻尼A-2 第二步，我们要建立数学模型以确定减震器的三个基本参数，即减震器的惯性元件的转动惯量J d ；弹性元件（橡胶件）的刚度k d ；以及阻尼C d 。
图2所显示的双扭摆模型实际上是在驱动轴上强迫振动的力学模型，系统的激振力通过发动机输给驱动轴的。
假定它是在等速情况下，而且具有周期性变化的输出扭矩ti e eM ϖ。
因此可将该系统简化为线性强迫振动系统。
该系统的数学模型为：t i et d t t d d d t d t t t d d d t d d d dd e M k k k C C J k k C C J ϖθθθθθθθθθθ=-++-+=-+-+)(0 （1） 由常微分方程理论得知该方程组的解为：⎢⎣⎡==t i d dti t t e e ϖϖφθφθ （2） θe 和θd 为复数振幅，分别将它们和它们的一、二阶导数（3）代入式（1）中⎢⎢⎣⎡-=-=⎢⎢⎣⎡==d dt t d dt t i i θϖθθϖθϖθθϖθθ22 （3）得：⎢⎣⎡=+-++-=+-+-+0)()()()(22d d d d t d de d d d t d t d t iC J k iC k M iC k iC J k k φϖϖφϖφϖφϖϖ （4）解的复数振幅为⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-+---+=+-+---+-=)]([))(()]([))((222222222d t t d d d d d t t d de d d t t d d d d d t t d d d e t J J k iC J k J k J k iC k M J J k iC J k J k J k iC J k M ϖϖϖϖϖϖφϖϖϖϖϖϖϖφ 由此可得传动系驱动轴上的实振幅A t22222222222)]([]))([()()(d t t d d d d d t t d d d et t J J k C J k J k J k C J k MA +-+---+-==ϖϖϖϖϖϖϖφ (5)B 讨论：B-1 当减震器阻尼C d 为零时：系统就变成无阻尼双扭摆系统，则式（5）可改写为（6）式： dt d t t d d d d t d d e t k k k J k J k J J J J k M A +++--=242)()(ϖϖϖ 。
扭转减振器的设计
扭转减振器的设计在行驶时，由于内燃机的工作特性会产生周期性的扭转振动，如果传动系发生扭转共振，将使传动件所受应力大大增加，而这一具有交变性质的应力会使零件的疲劳寿命急剧降低。
为了降低汽车传动系的振动，一般情况下会在传动系中串联一个弹性阻尼装置。
它就是扭转减振器。
标签：减震器；设计；扭转减振器本次设计中采用装在从动盘总成中的普通扭转减振器的布置形式进行设计。
设计方案为弹簧摩擦式减振器。
图1中所示为一带有扭转减振器的从动盘总成。
从中我们可以看出弹簧摩擦式减振器的结构。
由图可知，从动片3与从动盘毂4的连接方式，其实是依靠周向布置的减振弹簧弹性地连接起来的。
图中，从动盘毂以及从动盘片都在沿周向的相同位置开了长形窗口，每一个窗口中都放置一个减振弹簧8。
扭矩从从动片3向从动盘毂的传递必须经由减振弹簧的作用。
减振弹簧8的作用是有助于减小系统的扭转刚度，可以有效避免扭矩传递过程中的刚性冲击。
同时，弹簧的阻尼特性可以避免传动系产生共振。
而从动片与从动盘毂之间的阻尼片则更好的发挥其阻尼特性，抑制可能出现的共振现象。
因为在产生扭转振动时，从动片、从动盘毂、阻尼片等元件之间会产生相对的移动，而阻尼片的阻尼特性会大大削弱这种移动的振幅。
在弹簧摩擦式减振器中，限位销9不仅起到连接从动盘毂与减振盘的作用，同时能够限制从动片与从动盘毂之间的相对转动在最大允许范围之内，以此防止弹簧的变形过大而过早的损坏。
1 减振器参数计算扭转减振器的极限转矩Tj扭转减振器的极限转矩指的是，当减振器在消除了限位销与从动盘毂缺口之间的间隙时，减振器所能传递的最大转矩。
它规定了减振器起作用的转矩上限。
极限转矩一般不会超过发动机转矩的两倍，可取Tj=Tmax+ΔTj=（1.2～1.4）Temax对于本次设计取极限转矩为Tj=1.4Te max=1.4×179=250.6N≈251N·m扭转减振器的角刚度Ca，扭转减振器的角刚度是指，离合器从动片相对于其从动盘毂转单位角度所需的转矩值。
数字化实践-离合器扭转减振器设计说明书
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1.2 离合器扭转减震器的机构原理
在现代汽车上一般都采用带扭转减振器的离合器 ,用以避免汽车传动系统的 共振,缓和冲击,减少噪声,提高传动系统零件的寿命,改善汽车行使的舒适性,并使 汽车平稳起步。 扭转减振器主要由从动片，从动盘毂，摩擦片，减振盘，减振弹簧等组成， 由下图 4.1 可以看出，摩擦片 1，13 分别用铆钉 14，15 铆在波形弹簧片上，而 后者又和从动片铆在一起。从动片 5 用限位销 7 和减振 12 铆在一起。这样，摩 擦片，从动片和减振盘三者就被连在一起了。在从动片 5 和减振盘 12 上圆周切 线方向开有 6 个均布的长方形窗孔，在在从动片 和减振盘之间的从动盘毂 8 法 兰上也开有同样数目的从动片窗孔，在这些窗孔中装有减振弹簧 11，以便三者 弹性的连接起来。 在从动片和减振盘的窗孔上都制有翻边，这样可以防止弹簧滑 脱出来。在从动片和从动盘毂之间还装有减振摩擦片 6，9。当系统发生扭转振 动时， 从动片及减振盘相对从动盘毂发生来回转动，系统的扭转能量会很快被减 振摩擦片的摩擦所吸收。
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3.1 模态分析概述
振动模态是弹性结构固有的、整体的特性。通过模态分析方法搞清楚了结构 物在某一易受影响的频率范围内的各阶主要模态的特性， 就可以预言结构在此频 段内在外部或内部各种振源作用下产生的实际振动响应。因此，模态分析是结构 动态设计及设备故障诊断的重要方法。 机器、建筑物、航天航空飞行器、船舶、汽车等的实际振动模态各不相同。 模态分析提供了研究各类振动特性的一条有效途径。首先，将结构物在静止状态 下进行人为激振，通过测量激振力与响应并进行双通道快速傅里叶变换（FFT） 分析，得到任意两点之间的机械导纳函数（传递函数） 。用模态分析理论通过对 试验导纳函数的曲线拟合， 识别出结构物的模态参数，从而建立起结构物的模态 模型。根据模态叠加原理，在已知各种载荷时间历程的情况下，就可以预言结构 物的实际振动的响应历程或响应谱。
(完整word版)扭转减震器设计
1绪论1.1 引言由发动机传到汽车传动系统中的转矩是周期性地不断变化的，因此使传动系统产生扭转振动。
如果这一振动频率和传动系统固有频率相重合，就将发生共振，从而对传动系统中零件的寿命有很大影响。
因此，在不分离离合器的情况下进行紧急制动或者进行猛烈结合离合器时，在瞬间内将对传动系统的零件产生极大地冲击载荷，从而缩短零件的使用寿命。
为此，为了避免共振和缓和传动系统所受的冲击载荷，在汽车离合器中设置了扭转减振器。
扭转减振器主要由弹性元件(减振弹簧或橡胶)和阻尼元件(阻尼片)等组成。
弹性元件的主要作用是降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶(通常为三阶)固有频率，改变系统的固有振型，使之尽可能避开由发动机转矩主谐量激励引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。
1.2扭转减振器的发展随着社会经济的发展，汽车走进了千家万户，人们在享受着汽车带来的便利的同时也对汽车的性能提出了更高的要求。
离合器作为汽车上一个必不可少的部件，除了能通断动力传动以外，还有减振调频的功能，越来越受人们的重视。
汽车传动系中的扭转振动将加大传动系零部件如轴、轴承、齿轮、壳体等的载荷，提高车厢内的噪声水平，降低汽车的行驶舒适性，汽车传动系的振动也是导致整车振动的主要原因。
据统计，我国因运输车辆的振动使包装不妥的产品受损，所造成的经济损失一年达数亿元。
同时由于轿车、客运车市场的发展，对汽车平顺性的要求也越来越高，振动使乘客产生不舒适的感觉，使驾驶者易疲劳降低了安全性，也使汽车零部件因振动而减少寿命，甚至使汽车的燃油经济性变差【1】。
因此，需要分析研究汽离合器在汽车传动系统中的作用，建立传动系的振动模型，找出离合器最优工作状态和最优参数，为改善传动系的扭转振动状况找到一些新思路，为厂家研究开发新型离合器提供理论依据。
现今所用的盘片式离合器的先驱的多片盘式离合器，它是直到1925年以后才出现的。
多片离合器最主要的优点是，在汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击。
扭转减震器的结构和工作原理
扭转减震器的结构和工作原理# 扭转减震器：生活中的“弹簧”大家好，今天我要跟大家聊聊一个既神奇又实用的小东西——扭转减震器。
你可能会觉得这玩意儿跟咱们的日常生活没啥关系，但其实它可是我们出行、运动甚至是家里的各种设备中不可或缺的“弹簧”。
## 什么是扭转减震器？扭转减震器，听起来是不是有点绕口？其实就是那种能帮你在颠簸的路上稳稳当当，还能让你的车在急转弯时稳稳当当地保持平衡的小神器。
想象一下，当你开着车，突然遇到一个小坑或者不平的路，这时候如果没有扭转减震器，车子肯定会晃来晃去，让人心里慌慌的。
有了扭转减震器，车子就像有了一双“弹簧腿”，稳稳地踩在地面上，一点也不会摇晃。
## 扭转减震器的工作原理是什么？简单来说，扭转减震器就是一个能够吸收和分散路面冲击能量的装置。
当你的车轮碰到不平的路面时，扭转减震器会迅速反应，通过内部的弹簧和阻尼器来吸收冲击力，减少车身的震动，保证车辆行驶的稳定性。
就像是你穿着一双运动鞋走在崎岖不平的山路上，鞋子里的气垫能帮你分散脚下的压力，让你走路更稳当。
## 扭转减震器有哪些类型？扭转减震器的种类可不少，常见的有液压式、电子控制式和空气悬挂式等。
液压式的扭转减震器是通过液体传递力量，电子控制式则是通过传感器检测路面情况，然后通过电脑调节减震器的阻尼力。
空气悬挂式更是厉害，可以根据路面的不同自动调整高度和硬度，让驾驶体验更加舒适。
## 扭转减震器在日常生活中的应用除了汽车，扭转减震器在我们日常生活中也随处可见。
比如，家里的沙发、椅子、床垫，甚至是我们平时走的楼梯，都可能会用到扭转减震器。
想想看，当你坐在沙发上看电视时，沙发的弹性是不是会让你感觉特别舒服？这就是扭转减震器在发挥作用呢！## 结语总的来说，扭转减震器就像是我们生活中的“弹簧”，虽然不起眼，但却是我们日常出行、运动乃至享受生活的重要保障。
下次当你开车或者坐公交时，不妨多关注一下车内的扭转减震器是否工作正常，毕竟，一个良好的行车环境，离不开这些默默无闻的英雄们。
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1绪论1.1 引言由发动机传到汽车传动系统中的转矩是周期性地不断变化的，因此使传动系统产生扭转振动。
如果这一振动频率和传动系统固有频率相重合，就将发生共振，从而对传动系统中零件的寿命有很大影响。
因此，在不分离离合器的情况下进行紧急制动或者进行猛烈结合离合器时，在瞬间内将对传动系统的零件产生极大地冲击载荷，从而缩短零件的使用寿命。
为此，为了避免共振和缓和传动系统所受的冲击载荷，在汽车离合器中设置了扭转减振器。
扭转减振器主要由弹性元件(减振弹簧或橡胶)和阻尼元件(阻尼片)等组成。
弹性元件的主要作用是降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶(通常为三阶)固有频率，改变系统的固有振型，使之尽可能避开由发动机转矩主谐量激励引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。
1.2扭转减振器的发展随着社会经济的发展，汽车走进了千家万户，人们在享受着汽车带来的便利的同时也对汽车的性能提出了更高的要求。
离合器作为汽车上一个必不可少的部件，除了能通断动力传动以外，还有减振调频的功能，越来越受人们的重视。
汽车传动系中的扭转振动将加大传动系零部件如轴、轴承、齿轮、壳体等的载荷，提高车厢内的噪声水平，降低汽车的行驶舒适性，汽车传动系的振动也是导致整车振动的主要原因。
据统计，我国因运输车辆的振动使包装不妥的产品受损，所造成的经济损失一年达数亿元。
同时由于轿车、客运车市场的发展，对汽车平顺性的要求也越来越高，振动使乘客产生不舒适的感觉，使驾驶者易疲劳降低了安全性，也使汽车零部件因振动而减少寿命，甚至使汽车的燃油经济性变差【1】。
因此，需要分析研究汽离合器在汽车传动系统中的作用，建立传动系的振动模型，找出离合器最优工作状态和最优参数，为改善传动系的扭转振动状况找到一些新思路，为厂家研究开发新型离合器提供理论依据。
现今所用的盘片式离合器的先驱的多片盘式离合器，它是直到1925年以后才出现的。
多片离合器最主要的优点是，在汽车起步时离合器的接合比较平顺，无冲击。
20世纪20年代末，直到进入30年代时，只有工程车辆、赛车和大功率的轿车上使用多片离合器。
多年的实践经验和技术上的改进使人们逐渐趋向与首选单片干式摩擦离合器，因为它具有从动部件转动惯量小、散热性好、结构简单、调整方便、尺寸紧凑、分离彻底等优点，而且在结构上采取一定措施，已能做到接合平顺，因此现在广泛用于大、中、小各类车型中。
如今单片干式摩擦离合器在结构设计方面相当完善。
采用具有轴向弹性的从动盘，提高了离合器接合时的平顺性。
离合器从动盘总成中装有扭转减振器，防止了传动系统的扭转共振，减小了传动系噪声和动载荷，随着人们对汽车舒适性要求的提高，离合器已在原有基础上得到不断改进，汽车上愈来愈多地采用具有双质量飞轮的扭转减振器，能更有效地降低传动系统的噪声1.3目前通用的从动盘减振器在特性上存在如下局限性：1)它不能使发动机、变速器振动系统的固有频率降低到怠速转速以下，因此不能避免怠速转速时的共振。
研究表明，发动机、变速器振动系统固有频率一般为40～70Hz，相当于四缸发动机转速1200～2100r／min，或六缸发动机转速800～1400r／min，一般均高于怠速转速。
2)它在发动机实用转速1000～2000r／min范围内，难以通过降低减振弹簧刚度得到更大的减振效果。
因为在从动盘结构中，减振弹簧位置半径较小，其转角又受到限制，如降低减振弹簧刚度，就会增大转角并难于确保允许传递转矩的能力。
2 扭转减振器的结构类型及功用2.1扭转减振器的结构类型扭转减振器结构大体相近，主要差异在于采用不同的弹性元件和阻尼装置。
扭转减振器具有线性和非线性特性两种。
采用圆柱螺旋弹簧和摩擦元件的扭转减振器得到了最广泛应用。
在这种结构中，从动片和从动盘毂上都开有六个窗口，在每个窗口中装有一个减振弹簧，因而发动机转矩由从动片传给从动盘榖时必须通过沿从动片圆周切向布置的弹簧，这样即将从动片和从动盘毂弹性的连接在一起，从而改变了传动系统的刚度。
但六个弹簧属统一规格并同时其作用时，扭转减振器的弹性特性为线性的。
这种具有线性特性的扭转减振器，结构较为简单，单级线性减振器的扭转特性，其弹性元件一般采用圆柱螺旋弹簧，广泛应用于汽油机汽车中。
当六个弹簧属于两种或三种规格且刚度由小变大并按先后次序进入工作时，则称为两级或三级非线性扭转减振器。
这种非线性减振器，广泛为现代汽车尤其是柴油发动机汽车所采用。
当发动机为柴油机时，由于怠速时发动机旋转不均匀度较大，常引起变速器常啮合齿轮齿间的敲击，从而产生令人厌烦的变速器怠速噪声。
在扭转减振器中另设置一组刚度较小的弹簧，使其在发动机怠速工况下起作用，以消除变速器怠速噪声，此时可得到两级非线性特性，第一级的刚度很小，称为怠速级，第二级的刚度较大。
图 1-1 单级线性减速器的扭转特性2.2 扭转减振器的功用扭转减振器主要由弹性元件(减振弹簧或模胶)和阻尼元件(阻尼片)等组成。
弹性元件的主要作用是降低传动系的首端扭转刚度，从而降低传动系扭转系统的某阶(通常为三阶)固有频率，改变系统的固有挮型，使之尽可能避开由发动机转矩主谐量激励引起的共振；阻尼元件的主要作用是有效地耗散振动能量。
所以，扭转减振器具有如下功能：（1）降低发动机曲轴与传，动系接合部分瘄扭转刚度，调谐传动系扭振固有频率。
（2）增加传动系扭振阻尼，抑制扭转共振响应振幅，并衰减因冲击而产生的眬态扭振。
（3）控制动力传动系总成怠速旴离合器与变速器轴系的扭振，消减变速器怠速噪声和主减速器与变速器的扭振与噪声。
（4）缓和非稳定工况下传动系的扭转冲击载荷和改善离合器的接合平顺性。
3 扭转减振器机构原理在现代汽车上一般都采用带扭转减振器的离合器,用以避免汽车传动系统的共振,缓和冲击,减少噪声,提高传动系统零件的寿命,改善汽车行使的舒适性,并使汽车平稳起步。
扭转减振器主要由从动片，从动盘毂，摩擦片，减振盘，减振弹簧等组成，由下图4.1可以看出，摩擦片1，13分别用铆钉14，15铆在波形弹簧片上，而后者又和从动片铆在一起。
从动片5用限位销7和减振12铆在一起。
这样，摩擦片，从动片和减振盘三者就被连在一起了。
在从动片5和减振盘12上圆周切线方向开有6个均布的长方形窗孔，在在从动片 和减振盘之间的从动盘毂8法兰上也开有同样数目的从动片窗孔，在这些窗孔中装有减振弹簧11，以便三者弹性的连接起来。
在从动片和减振盘的窗孔上都制有翻边，这样可以防止弹簧滑脱出来。
在从动片和从动盘毂之间还装有减振摩擦片6，9。
当系统发生扭转振动时，从动片及减振盘相对从动盘毂发生来回转动，系统的扭转能量会很快被减振摩擦片的摩擦所吸收。
图 3-1 扭转减振器结构图1，13—摩擦片；2，14，15—铆钉；3—波形弹簧片；4—平衡块；5—从动片；6，9—减振摩擦；7—限位销；8—从动盘毂；10—调整垫片；11—减振弹簧；12—减 4 摩擦片的设计4 .1 摩擦片外径D 、内径d 和厚度h 的确定摩擦片外径是离合器的主要参数，它对离合器的轮廓尺寸、质量和使用寿命有决定性的影响。
当离合器结构形式及摩擦片材料已选定，发动机最大转矩max e T 已知，适当选取后备系数β和单位压力P 0，可估算出摩擦片外径。
摩擦片外径D （mm ）也可以根据发动机最大转矩max e T （N.m ）按如下经验公式选用max e D T K D （3.1）式中，D K 为直径系数，取值范围见表3-1。
由选车型得max e T = 372N ·m ，D K =17，则将各参数值代入式后计算得 D=328mm表3-1 直径系数D K 的取值范围根据离合器摩擦片的标准化，系列化原则，根据下表3-2表3-2 离合器摩擦片尺寸系列和参数（即GB1457—74）4.2 摩檫片的材料选取及与从动片的固紧方式摩擦片的工作条件比较恶劣，为了保证它能长期稳定的工作，根据汽车的的使用条件，摩擦片的性能应满足以下几个方面的要求：（1）应具有较稳定的摩擦系数，温度，单位压力和滑磨速度的变化对摩擦系数的影响小。
（2）要有足够的耐磨性，尤其在高温时应耐磨。
（3）要有足够的机械强度，尤其在高温时的机械强度应较好（4）热稳定性要好，要求在高温时分离出的粘合剂较少，无味，不易烧焦（5）磨合性能要好，不致刮伤飞轮及压盘等零件的表面（6）油水对摩擦性能的影响应最小（7）结合时应平顺而无“咬住”和“抖动”现象由以上的要求,目前车用离合器上广泛采用石棉塑料摩擦片，是由耐热和化学稳定性能比较好的石棉和粘合剂及其它辅助材料混合热压而成，其摩擦系数大约在0.3左右。
这种摩擦片的缺点是材料的性能不稳定，温度，滑磨速度及单位压力的增加都将摩擦系数的下降和磨损的加剧。
所以目前正在研制具有传热性好、强度高、耐高温、耐磨和较高摩擦系数（可达0.5左右）的粉末冶金摩擦片和陶瓷摩擦材料等。
在该设计中选取的是石棉合成物制成的摩擦材料。
固紧摩擦片的方法采用较软的黄铜铆钉直接铆接，采用这种方法后，当在高温条件下工作时，黄铜铆接有较高的强度，同时，当钉头直接与主动盘表面接触时，黄铜铆钉不致像铝铆钉那样会加剧主动盘工作表面的局部磨损，磨损后的生成物附在工作表面上对摩擦系数的影响也较小。
这种铆接法还有固紧可靠和磨损后换装摩擦片方便等优点5扭转减振器主要参数选择与设计计算离合器从动盘上扭转减振器的性能参数计算：（1）确定发动机飞轮处激振力矩谐量和发动机工作转速范围的频谐；（2）选择车辆传动系动力学计算模型，写出计算模型的运动方程，并确定计算模型中有关车辆的惯性参数和弹性参数，同时要对扭转减振器的特性进行初步估算；（3）找出简化模型在各档下的固有频率和振型，把它和激振频率作比较，由此确定在各档下发动机工作转速范围内出现共振的可能性；（4）选择不同的摩擦力矩，使用计算机根据计算模型作数值模拟计算，确定最佳摩擦力矩，依据是，考虑在各档下发动机的所有工况，在变速器输入轴上的弹性力矩幅值为最小；（5）确定预紧力矩（6）有摩擦力矩、极限力矩和预紧力矩，确定减振弹簧的布置尺寸及几何尺寸，确保减振弹簧有足够的使用寿命；（7）对带减振器的从动盘做功能试验和寿命实验，最终精确确定减振器参数。
减振器的扭转刚度ϕK 和阻尼摩擦元件间的摩擦转矩μT 是两个主要参数。
其设计参数还包括极限转矩j T 、预紧转矩n T 和极限转角j ϕ等。
5.1扭转减振器的极限转矩T j极限转矩为减振器在消除限位销与从动盘毂缺口之间的间隙时所能传递的最大转矩，，即限位销其作用的转矩。
它与发动机最大转矩有关，一般可取 T j =（1.5~2.0）T emax (1-1) 式中：商用车，系数取1.5;乘用车，取2.0；T emax 为发动机最大转矩。
本设计中设计的为EQ1108k 型柴油车离合器的扭转减振器所以系数取1.5。