汽车设计课件-PPT文档资料

目标函数－结构尺寸最小，即：
2 摩擦片摩擦面积最小 f(X)＝min[0.25π(D 2 -d )] 或摩擦片外径最小 f(X)＝min( D )
约束函数
离合器参数优化设计约束函数
① 摩擦片最大圆周速度Vd≤65~70m/s； ② 摩擦片的内外径比d/D＝0· 53～0.70； ③ β值应在一定范围内，车型不同β值范围不同； ④ 摩擦片内径d ＞2R0（减振器弹簧位置直径）＋50mm， 以保证扭转减振器的安装 ； ⑤ 单位摩擦面积传递的转矩Tc0 ≤[Tc0 ] ，反映离合器 传递转矩并保护过载的能力； ⑥ 单位压力Po在一定范围内，车型不同、摩擦材料不同， Po值范围不同； ⑦ 离合器每一次接合的比滑磨功q ≤ [q] ，减少汽车起步 过程中离合器的滑磨，防止摩擦片表面温度过高而发生烧伤
（20单元）
2 1.5 1.5 2 1 3 1 3 1 2 2
传动系
行驶系
教材与参考书
⒈ 刘惟信，汽车设计，清华大学出版社 2019 ⒉ 张洪欣，汽车设计，机械工业出版社 1989 ⒊ 王望予，汽车设计（第三版），机械工业出版社 2000 ⒋ 汽车工程手册编委会，汽车工程手册－设计篇，人民交通出版社 2019 ⒌ 长春汽车研究所，汽车设计手册，2019 ⒍ 汽车技术，1972～1975 ⒎ 机械工程手册编委会，机械工程手册－汽车篇，机械工业出版社 2019 ⒏ 汽车设计丛书：离合器、变速器、圆锥齿轮与双曲线齿轮传动等， 人民交通出版社 ⒐［日］武田信之，载重汽车设计，人民交通出版社 2019
离合器摩擦面单位压力Po－对离合器工作性能和使用寿命有很
各种摩擦片材料的Po取值范围 ：
＊石棉基材料 Po＝0.1 ～0· 25 MPa ＊粉末冶金材料 Po＝0.35～0· 5 MPa ＊金属陶瓷材料 Po＝0· 7 ～2 MPa
各类车辆摩擦片材料的Po取值范围 ：
＊轿车 Po＝0.18～0· 28 MPa ＊货车 Po＝0.14～0· 23 MPa ＊城市公共车Po＝0.13 MPa
后备系数β选择－应考虑：
后备系数β的取值范围－各类汽车取值范围不同
＊轿车和微型、轻型货车 β＝1.30～1· 75 ＊中型和重型货车 β＝l.60～2.25 ＊越野车、重型汽车和牵引汽车β＝1· 8 ～3.5
摩擦片内外径d、D（P123）
摩擦片内外径d,D选择－应考虑： ①摩擦片尺寸d, D应符合《汽车用离合器摩擦片》尺寸系列标准
w 4 W 2 J / mm 2 2 Z ( D d )
（P124）
离合器每一次接合的单位摩擦面积滑磨功w
离合器每一次接合所产生的总滑磨功W
W
2 2ne2m r a r
1800 i0 ig
2
2
J
5.6 离合器膜片弹簧设计
＊膜片弹簧主要参数选择
圆柱螺旋弹簧 圆柱螺旋弹簧
＊膜片弹簧优化设计
发 动 机 最 大 转 矩
d
D
摩擦片内外径d、D
离合器摩擦力矩（P121）
离合器的静摩擦力矩Tc
摩擦材料静摩擦系数
摩擦面面积 A =0.25π(D -d )
摩擦表面工作压力 F=P0A
2
2
Tc＝f F Z Rm
摩擦面面数
摩擦面单位压力
D3 d3 摩擦片平均摩擦半径 Rm 3(D2 d2 )
离合器后备系数β（P121）
后备系数β －反映离合器传递发动机最大转矩的可靠程度 β＝ Tc ／Temax
离合器静摩擦力矩 Tc＝f F Z Rc
发动机最大转矩
①摩擦片在使用中磨损后，离合器仍能可靠地传递发动机最 大转矩，即β>1 ； ②要防止高合器滑磨过大，β应适当大一些； ③要能防止传动系过载，减小离合器尺寸，β不宜太大。
GB5764－86 ； ②在同样外径D时，选用较小的内径d，可增大摩擦面积，提高传 递转矩的能力和减少摩擦面单位压力。但会使摩擦面上的压力分布不 均匀，使内外缘圆周的相对滑磨速度差别太大而造成定摩擦面磨损不 均匀，且不利于散热和扭转减振器的安装。故内外径比d/D应适当； ③摩擦片最大圆周速度不超过65~70m/s，以免摩擦片发生飞离。
离合器传递的最大静摩擦力矩Tc Tc＝βTemax
离合器后备系数 发动机最大转矩
摩擦面单位压力P0（P122）
大影响，选取时应考虑离合器的工作条件、发动机后备功率大小、摩擦 片尺寸、材料及其质量和后备系数等因素： ＊离合器使用频繁、发动机后备系数较小时，Po应取小些； ＊摩擦片外径较大时，Po应取小些，以降低摩擦片外缘处的热负荷； ＊发动机后备系数较大时，可适当增大Po。
离合器滑磨功与热计算
离合器每一次接合所产生的总滑磨功L （P124）
L
L
2 2n e
J a J 1800 T J 1 ( 1 ) a ( 1 ) T J c e
离Biblioteka Baidu器比滑磨功q
离合器压盘温升τ
L 2 q J/cm [ q ] A L 10 C mC
单位摩擦面积滑磨功计算
《汽车用离合器摩擦片》尺寸系列D/d
160/110，180/125，200/140，225/150，250/155，280/165， 300/175，325/190，350/195，380/205，405/220，430/230
离合器参数优化设计
非独立设计变量？
设计变量－摩擦片内外径d、D和工作压紧力F
汽车设计
传动系设计
合肥工业大学汽车教研室
马恒永
课程学习指导
学习汽车设计的基本知识，掌握汽 车总布置设计方法、主要零部件总成主要 参数和载荷的确定及其设计计算方法。
学习目的与要求
内容与安排 教材与参考书
课程学习内容与安排
1、概述 2、汽车总体设计 5、离合器 6、变速器 7、液力变矩器 8、传动轴 9、驱动桥 12、从动桥 13、悬架系 15、车架 16、转向系 17、制动系
膜片弹簧
传动系组成与布置
发动机前置－前驱传动系布置图（P102） 多桥多驱传动系布置图（P103） 驱动轮 发动机前置－后驱传动系布置图
离合器
发动机
变速器
传动轴
驱动桥
半轴
五 离合器设计
5.1 离合器主要参数及其优化设计 5.6 离合器设计计算－膜片弹簧设计
离合器 最大静摩擦力矩
F
Tc＝βTemax β后备系数