買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 摩擦式離合器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 摘 要 ： 離合器是汽車的重要組成部分， 是 汽車傳動(dòng)部分核心部 件 ，它的性能指標(biāo)的好壞直接關(guān)系到汽車整體的質(zhì)量，因而對(duì)其 性能 的測定 有著十分重要的意義。本文介紹了 摩擦盤式離合器 的主要結(jié)構(gòu)和工作原理，概述了 摩擦盤離合器 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的作用、基本組成和工作原理；進(jìn)行了 摩擦盤離合器 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括 離合器 組件的選擇、實(shí)驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)、零部件的布置 、動(dòng)力選擇、傳感器的選擇和有關(guān)參數(shù)測量與計(jì)算?？蔀槠囬_發(fā)和研究提供實(shí)驗(yàn)參考。 關(guān)鍵詞： 摩擦盤離合器 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 性能測試 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 前言 摩擦盤 式離合器是現(xiàn)代汽車 的主要部件，它的出現(xiàn)使汽車操作更加簡單， 使用更加方便。但 摩擦式離合器作為傳動(dòng)系的主要部件，工作狀態(tài)多變。如何評(píng)測摩擦式離合器的性能特性是汽車研究人員和生產(chǎn)廠家面臨的重要 問 題。如何 來分析各種性能，只有通過在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上來模擬分析 和實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)臺(tái)的分析后，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)離合器在 運(yùn)行 過程中的隱患， 減少事故損失，降低維修費(fèi)用，提高摩擦盤式離合器運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)效益 ，而實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)過程又變得尤其重要，它的性能好壞直接關(guān)系到被測離合器的各種性能指標(biāo) 的檢測結(jié)果 。 怎樣去優(yōu)化 實(shí) 驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) ，是當(dāng)前我們研究所需要 解決的問題。 離合器的 接合與分 離 操作 主要是由于離合器的摩擦盤的接合、分離來實(shí)現(xiàn)的，這對(duì)離合器摩擦盤的摩擦性能要求尤其重要 。為了實(shí)時(shí)監(jiān)測離合器的操縱性能和安全性能，現(xiàn)代企業(yè)和研究部門都在研究 離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)，試圖通過實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)離合器進(jìn)行研究，以掌握離合器的性能。 工作原理 離合器位于發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱之間，是汽車傳動(dòng)系中 直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的總成件，通常離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸飛輪組的飛輪安裝在一起，是發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車傳動(dòng)系中之間切斷和傳遞動(dòng)力的部件。在汽車從起步到正常行駛直至停車的整個(gè)過程中，駕駛員可根據(jù)需要操縱離合器，使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系暫時(shí)分離或逐漸結(jié)合，以切斷或傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)向傳動(dòng)系輸出的動(dòng)力 。 合器的結(jié)構(gòu) 離合器是汽車傳動(dòng)系重要組成部分，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間， 主要 由主動(dòng)部分，從動(dòng)部分 、壓緊裝置、分離機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)五大部分組成 。見 圖 1。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 圖 1 摩擦離合器的結(jié)構(gòu)圖 離合器蓋用螺釘固定在飛輪上，壓盤后端圓周上的凸臺(tái)伸入離合器蓋的窗孔中，并可沿窗孔軸向滑動(dòng)。這樣，曲軸旋轉(zhuǎn)，便通過飛輪、離合器蓋帶動(dòng)壓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成離合器的主動(dòng)部分。雙面帶摩擦忖片的從動(dòng)盤式從動(dòng)部分，從動(dòng)盤通過滑動(dòng)花鍵轂裝在從動(dòng)軸上，軸前端采用軸承支撐于曲軸后端的中心孔中。安裝在離合器蓋和壓盤之間，沿圓周均勻的壓緊彈簧組成離合器的壓緊裝置。壓緊彈簧將壓盤和從動(dòng)壓向飛輪，使壓盤與從動(dòng)盤、飛輪與從動(dòng)盤的兩個(gè)摩擦面壓緊 。分離杠桿是離合器摁里機(jī)構(gòu)的組成零件，分離杠桿外端與壓盤鉸接。中部通過鉸接支承在離合器蓋上。分離軸承、分離套筒、分離叉、拉桿、離合器踏板組成李核武器的操縱機(jī)構(gòu)，分離軸承和分離套筒壓裝成一體。松套在從動(dòng)軸的軸套上，分離叉中部支承在飛輪殼上。 合器 的作用 （ 1）保證汽車平穩(wěn)起步 汽車由靜止到行駛的過程，其速度由零逐漸增大。有了離合器，在汽車起步時(shí)離買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 合器逐漸接合（與此同時(shí)，逐漸踩下加速踏板以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩），這樣，離合器所能傳遞的轉(zhuǎn)矩也就逐漸增大，于是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩便可有小變大地傳給傳動(dòng)系，當(dāng)牽引力足 以克服汽車的行駛阻力時(shí)，汽車便由靜止?fàn)顟B(tài)開始緩慢地加速，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起步。 （ 2）便于換檔 汽車在行駛過程中，為了適應(yīng)行駛條件的變化，變速器需要經(jīng)常換用不同的擋位工作，而普通齒輪式變速器換檔時(shí)通過撥動(dòng)換檔機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，即在用擋位的一對(duì)齒輪副退出嚙合，待用擋位的一對(duì)齒輪副進(jìn)入嚙合，換檔時(shí)，如果沒有離合器將發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的動(dòng)力暫時(shí)切斷，在用擋位齒輪副之間將因壓力很大而難以脫開，待用擋位的齒 輪副將因兩者圓 周速度不等而難以進(jìn)入嚙合，即使能進(jìn)入嚙合也會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲，損壞機(jī)件，裝設(shè)了離合器后，換檔前先使離合器分 離，暫時(shí)切斷傳動(dòng)系動(dòng)力傳遞，然后再進(jìn)行換檔操作，以保證換檔操作過程的順利進(jìn)行，并減輕或消除換檔時(shí)的沖擊。 （ 3）防止傳動(dòng)系過載 當(dāng)汽車緊急制動(dòng)時(shí)，車輪突然緊急降速。若發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系剛性連接，將迫使發(fā)動(dòng)機(jī)也隨著急劇降速，其所有運(yùn)動(dòng)件將產(chǎn)生很大的慣性力矩，這一力矩作用于傳動(dòng)系，會(huì)造成傳動(dòng)系過載而使機(jī)件損壞，有了離合器，當(dāng)傳動(dòng)系承受載荷超過離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，離合器會(huì)自動(dòng)打滑以消除這一危險(xiǎn)，從而起到過載保護(hù)的作用。 擦式離合器的類型 現(xiàn)代汽車上廣泛采用摩擦式離合器，這種離合器是利用主、從動(dòng)元件 間的摩擦作用來傳遞轉(zhuǎn)矩的。摩擦式離合器的類型較多，分類如下： （ 1） 盤的數(shù)目可分為單片式、雙片式和多片式。 （ 2） 簧的形式及布置形式可分為州布螺旋彈簧式、中央彈簧式、膜片彈簧式、和斜置彈簧式等。 （ 3） 機(jī)構(gòu)可分為機(jī)械式（桿式和繩式）、液壓式、氣壓式和空氣助力式等。 擦盤式離合器的工作原理 摩擦式離合器因其結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、維修方便、目前被絕大多汽車所采用。 離合器的工作原理 （ 1）接合狀態(tài) 離合器在接合狀態(tài)時(shí)，壓緊彈簧壓盤、從動(dòng)盤、飛輪互相壓緊。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)飛輪及壓盤通過摩擦面的摩擦力矩轉(zhuǎn)到從動(dòng) 盤，再經(jīng)從動(dòng)軸向傳動(dòng)系輸出。離合器除了在機(jī)構(gòu)與尺寸上保證傳遞轉(zhuǎn)矩外，設(shè)計(jì)是還考慮到離合器在使用過程中因買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 摩擦因數(shù)的下降、摩擦件磨損變薄和彈簧本省的疲勞至使彈力下家昂等因素的影響，造成離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩下降，因此離合器所能傳遞的最大轉(zhuǎn)矩 間的關(guān)系為 p 式中 Z 摩擦面數(shù) ; P 壓盤對(duì)摩擦片的總 壓緊力 ; u 摩擦因數(shù) ; R 摩擦片的平均摩擦半徑 B 后備系數(shù) ,轎車及輕型貨車 B=中型及重型貨車 B=拖掛的重型貨車及牽引車 B=后備系數(shù)也不宜過高 ,以便在緊急制動(dòng)時(shí) ,能通過滑磨來防止傳動(dòng)系過載。 （ 2）分離過程 踩下離合器踏板時(shí) ,拉桿拉動(dòng)分離叉外端向右移動(dòng)，分離叉 內(nèi)端則通過分離軸承推動(dòng)分離杠桿的內(nèi)端向前移動(dòng)，分離杠桿外端便拉動(dòng)壓盤向后移動(dòng)，使其在進(jìn)一步壓縮壓緊彈簧的同時(shí)，解除對(duì)從動(dòng)盤的壓力。于是離合器的主、從動(dòng)部分處于分離裝態(tài)而中斷動(dòng)力的傳遞。 （ 3） 接合過程 當(dāng)需要恢復(fù)動(dòng)力傳遞時(shí)，緩慢地抬起離合器踏板，分離軸承減小對(duì)分離杠桿內(nèi)端的壓力 ，壓盤便在壓緊彈簧作用下逐漸壓緊從動(dòng)盤，并使所傳遞的轉(zhuǎn)矩逐漸增大。當(dāng)所能傳遞的轉(zhuǎn)矩小于汽車起步阻力時(shí)，汽車不動(dòng)。從動(dòng)盤粗轉(zhuǎn)，主、從動(dòng)摩擦面完全打滑；當(dāng)所能傳遞的轉(zhuǎn)矩達(dá)到足以克服汽車開始起步的阻力時(shí)，從動(dòng)盤開始旋轉(zhuǎn)，汽車開始移動(dòng)， 但仍低于飛輪的轉(zhuǎn)速，即摩擦面間仍存在部分打滑現(xiàn)象。隨著壓力的不斷增加和汽車的不斷加速，主、從 動(dòng)部分的轉(zhuǎn)速差逐漸減小，直到轉(zhuǎn)速相等，滑磨現(xiàn)象消失，離合器完全接合為止，接合過程即結(jié)束。由此可知，汽車平穩(wěn)起步是靠離合器逐漸接合過程中滑磨程度的變化來實(shí)現(xiàn)的。 接合后，在復(fù)位彈簧作用下，踏板回到最高位置，分離叉內(nèi)端回到最右位置。分離軸承則在復(fù)位彈簧的作用下分離杠桿， 向右緊靠在分離叉上。 壓盤的傳動(dòng)、導(dǎo)向和定心方式 。 壓盤是離合器的主動(dòng)部分的重要組成零件之一，工作過程中既要接受離合器蓋傳來的動(dòng)力，又要在分離與 接合過程中軸向移動(dòng)。為了將離合器蓋的動(dòng)力順利傳遞給壓盤。并保證壓盤只作沿軸線方向的平移而不發(fā)生歪斜，通常壓盤的傳動(dòng)、導(dǎo)向和定心方式有：傳動(dòng)片式、凸臺(tái)窗孔式、傳動(dòng)塊式和傳動(dòng)銷式。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 離合器的誕生是隨著汽車的不斷發(fā)展而與時(shí)俱進(jìn)的。 在國外 離合器的 開發(fā)和運(yùn)用是在十九世紀(jì)開始的，而在我國的 飛速發(fā)展是 在“八五”和“九五”期間 ，作為科研項(xiàng)目，列入國家重點(diǎn)攻堅(jiān)項(xiàng)目， 受國家政府機(jī)關(guān)的大力支持，對(duì)于自主產(chǎn)權(quán) 的科研項(xiàng)目受各個(gè)國家的保護(hù)，從而也加速了企業(yè)之間的競爭，也加快 科技創(chuàng)新，與之相關(guān)的科研項(xiàng)目也要 同步發(fā)展，隨之而來的檢測儀器也同時(shí)得到發(fā)展，這樣為離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展提供了廣闊的空間 。 在實(shí)際的使用當(dāng)中 ， 離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái) 的使用 相當(dāng)廣泛 ， 世界各國的知名企業(yè)如紳寶、雷諾、菲亞特、現(xiàn)代、奔馳等都開發(fā)和 應(yīng)用 離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái) 。市場的開發(fā)前景很是樂觀， 可以看出，離合器的研發(fā)空間很大，隨之對(duì)離合器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)開發(fā)變得尤為 重要。我相信隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展，離合器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)也會(huì)的到進(jìn)一步的突破 1 ， 而我國 在今年來， 汽車工業(yè)得到長足的發(fā)展，他們對(duì)離合器的研究也從此有了很大的進(jìn)步，具有代表性的研發(fā)單位有南京汽車制造廠、上海汽車制造廠、濟(jì)南汽車制造廠、北京汽車制造廠等十幾家汽車研發(fā)企業(yè)。到 1985以后國產(chǎn)汽車有奇瑞汽車、中國重汽、江淮汽車等也激發(fā)了新的活力，他們對(duì)離合器的研究 都有自己的專利技術(shù)，但是對(duì)離合器試驗(yàn)臺(tái)的開發(fā)比歐美國家要差一些其中包括試驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì)都是通過科研單位的技術(shù)支持，并且使用的普遍的是大學(xué)和一些科研單位，企業(yè)的研發(fā)更具有針對(duì)性，技術(shù)研發(fā)的成果，使用率比較高，各高校的研發(fā)狀況處在上升趨勢 2。 內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r 我國 汽車離合器行業(yè)在經(jīng)歷了改革改造、引進(jìn)消化、改制重組，在激烈的市場競爭中， 行業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技 術(shù) 、經(jīng)營管理等方面取得了較好的發(fā)展。 目前，國內(nèi)汽車離合器企業(yè)約 100 余家 (不含家庭作坊 )。 2005 年汽車離合器銷售額約 35 億元 ;從業(yè)人員 12880 人，其中工程技術(shù)人員 1075 人 ;元 ;利稅總額 元 ;全年共產(chǎn)銷汽車離合器蓋總成 1000 萬件，汽車離合器從動(dòng)盤總成 2000 萬件，液力變矩器 10 萬套。排名前五家企業(yè) 2005 的銷售額占到了全行業(yè)總額的 50%以上，比 2000 年提高了 20%. 2004 年與 2000 年相比產(chǎn)品產(chǎn)銷量離合器蓋總成增長了 70%以上，從動(dòng)盤總成增長了 50%以上，銷 售額增長了 2 倍。離合器出口保持強(qiáng)勁勢頭， 2004 年達(dá)到 75500 多萬美元，比 2000 年翻了一番，品種上也由單一離合器從動(dòng)盤總成出口擴(kuò)展為成套離合器出口。在國家政策的指導(dǎo)下，各企業(yè)根據(jù)各自的特點(diǎn)進(jìn)行重組改制增強(qiáng)企業(yè)活力。以離合器委員會(huì)注 冊(cè)的離合器企業(yè)為例，國企 所占比例 :2000 年為 51%,到 2005 年降至 15%;民企所占比例 :2000 年為 14%，到 2005 年增至 67%。國內(nèi)汽車工業(yè)的快速發(fā)展吸引了零部件巨頭的加入，國際著名汽車離合器企業(yè)如 克萊斯勒、寶馬、現(xiàn)代 等都在中國設(shè)其投資規(guī)模，改變股比，提高控制力。加 大了專利在中國申報(bào)及保護(hù)力買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 度，使得國內(nèi)傳統(tǒng)汽車零部件企業(yè)面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)和壁壘。供應(yīng)商的資金實(shí)力、技術(shù)質(zhì)量水平和管理水平影響著企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的維持及擴(kuò)大 ;技術(shù)進(jìn)步所帶來的替代品 (如 引發(fā)傳動(dòng)產(chǎn)品概念的改變 )對(duì)部分汽車離合器行業(yè)帶來根本性的改變。從企業(yè)內(nèi)部能力分析，總體上看，我國汽車離合器企業(yè)與國外企業(yè)相比處于明顯劣勢。在勞動(dòng)力成本、售價(jià)、售后服務(wù)、客戶關(guān)系和供應(yīng)商關(guān)系等方面，我國企業(yè)處于明顯優(yōu)勢 ;在市場營銷能力、采購成本和交貨期方面，我國企業(yè)與國外競爭者基本持平 ;在品牌價(jià)值、產(chǎn)品技術(shù) 含量、產(chǎn)品質(zhì)量、規(guī)模效應(yīng)、生產(chǎn)效率、技術(shù)水平、研發(fā)能力和員工素質(zhì)方面，我國企業(yè)與國際同類先進(jìn)企業(yè)相比差距較大。 在產(chǎn)品技術(shù)方面，國內(nèi)離合器 實(shí)驗(yàn)臺(tái)企業(yè)經(jīng)過不斷地產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，國產(chǎn) 的 離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái) 品種已經(jīng)能全面覆蓋國內(nèi)重、中、輕、轎、微及農(nóng)用等車型的需求，從而大幅的提高離合器的性能 ， 進(jìn)行 離合器 實(shí)驗(yàn)臺(tái)生產(chǎn)的 企業(yè)無論是為了提高自身的競爭力 ，還是為了進(jìn)入配套、出口市場，都十分重視強(qiáng)化企業(yè)內(nèi)部管理。但是離合器試驗(yàn)臺(tái)的性能比歐美國家要差一些，實(shí) 驗(yàn)臺(tái)的總體設(shè)計(jì) 技術(shù)都是通過科研單位 支持 的（其中包括一些工科性大學(xué)和 科研單位 ） ，企 業(yè)的研發(fā) 產(chǎn)品 更具有針對(duì)性， 并盡量滿足自身產(chǎn)品的需要。 不難發(fā)現(xiàn)，在國內(nèi)研發(fā)技術(shù)有待進(jìn)一步的提高 ， 不過在國內(nèi)各 高校的研發(fā)狀況處在上升趨勢。 外發(fā)展?fàn)顩r 從十九世紀(jì)年至今，隨著汽車的誕生與發(fā)展，歐美國家對(duì)汽車離合器的研究從簡單到復(fù)雜、再到現(xiàn)在的智能化，他們對(duì)離合器的研究一直處于領(lǐng)先地位 ， 特別是 歐美國家對(duì)汽車離合器的研究從簡單到復(fù)雜、再到現(xiàn)在的智能化，他們對(duì)離合器的研究一直處于領(lǐng)先地位，特別是奧迪公司 對(duì)離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的開發(fā) 技術(shù)。 使得他們對(duì)離合器的性能研究有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在九十年代他們就使用上了雙離合器技術(shù) ，正是有了實(shí)驗(yàn)臺(tái)發(fā)展，才使得他們對(duì)離合器的開發(fā)得以進(jìn)步， 相應(yīng)在研究離合器的性能時(shí)，也開發(fā)了許多型號(hào)的檢測離合器各種性能的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，特別是離合器試驗(yàn)臺(tái)模擬機(jī)是對(duì)真實(shí)的離合器性能試驗(yàn)臺(tái)的微型化、模型化處理。如德國大眾汽車集團(tuán)開發(fā)的離合器，最為先進(jìn)獨(dú)特，它很少以外觀“嘩眾取寵”，其內(nèi)在表現(xiàn)只有那些親身感受過的人才能領(lǐng)略。并且在 2002年度，該公司把電子技術(shù)與離合器相結(jié)合起來， 使離合器更加智能化，正是 他們 有先進(jìn)的研發(fā)技術(shù)，同時(shí)也說明，歐美國家正是有了先進(jìn)的檢測技術(shù)，使得他們的產(chǎn)品更加先進(jìn)，安全可靠。也正是有了先進(jìn)的實(shí) 驗(yàn)臺(tái) 進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，同時(shí)可見，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)臺(tái)研發(fā)技術(shù)的先進(jìn)程度，每 論文研究的主要內(nèi)容 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 根據(jù)我個(gè)人所學(xué)習(xí)的專業(yè) 涉及的內(nèi)容就是關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，汽車構(gòu)造等相關(guān)的內(nèi)容。汽車構(gòu)造這門課程，我認(rèn)為離合器在汽車構(gòu)件中發(fā)揮著不可忽視的作用，我們學(xué)校有仿真的汽車構(gòu)造，我可以邊實(shí)驗(yàn)邊設(shè)計(jì)，正所謂理論聯(lián)系實(shí)際相結(jié)合，這樣為我順利完成設(shè)計(jì)提供有利保障隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，汽車已成為我們必不可少的工具。通過初步的構(gòu)想，我可以通過自己的專業(yè)知識(shí)，獨(dú)立完成這項(xiàng)設(shè)計(jì)，并可以利用 計(jì)軟件 來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺(tái) 。 主要內(nèi)容包括： （ 1）摩擦盤式離合器的組成部分 以及工作原理 ； （ 2） 離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)和 各 個(gè)組成部分的工作原理 ； （ 3） 實(shí)驗(yàn)臺(tái)上各個(gè)部件的選擇包括（離合器、傳感器、電動(dòng)機(jī)） ； （ 4） 實(shí) 驗(yàn)臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （ 5）對(duì)各個(gè)部件的性能進(jìn)行測量和計(jì)算。 3 離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的 設(shè)計(jì) 合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的方案設(shè)計(jì) 為了分析汽車離合器的工作可靠性和使用壽命 , 我們開發(fā)設(shè)計(jì)制作了汽車離合器綜合性能試驗(yàn)臺(tái) , 根據(jù)離合器的分離方式 和使用途徑 不同，可以分為幾種不同的離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)， 主要有 本文簡介該試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)。 汽車離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)是對(duì)離合器分離性能進(jìn)行檢測的設(shè)備，檢測的主要的參數(shù)主要包括：制動(dòng)力、摩擦盤之間的摩擦阻力和踏板制動(dòng)的時(shí)間。制動(dòng)力是評(píng)價(jià)離合器性能優(yōu)良的基本因素，分離的制動(dòng)力便于在制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的測量，制動(dòng)力測量是保證齒輪傳動(dòng)安全 性能檢測的重要組成部分。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)態(tài)臺(tái)的載荷傳遞方式和機(jī)構(gòu)不同，可將其分為功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)及封閉功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)兩大類 。 （ 1） 開放功率式實(shí)驗(yàn)臺(tái) 所謂開放功率流，即實(shí)驗(yàn)功率有動(dòng)力源傳來，經(jīng)過傳感器和被試件，最后傳到耗能加載裝置。開放功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)的一般結(jié)構(gòu)如圖 3主要有動(dòng)力源、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器及二次 儀表、實(shí)驗(yàn)件、加載裝置及控制裝置等組成。 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)力一般多采用電機(jī)或液壓馬達(dá)。而電機(jī)可采用直流調(diào)速電機(jī)或變頻調(diào)速電機(jī)，液壓馬達(dá)應(yīng)采用變量馬達(dá)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入轉(zhuǎn)速的無級(jí)調(diào)節(jié) 。加載裝置是實(shí)驗(yàn)臺(tái)的核心部件，因?yàn)樗苯記Q定著實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)、動(dòng)力消耗的經(jīng)濟(jì)性及操作下的便利性。目前常用的加載方法主要有機(jī)械加載、液壓加載及電機(jī)加載等數(shù)種。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 圖 3放功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu) 1 2感器； 3 4 56機(jī)械加載方法如采 用各種形式的機(jī)械制動(dòng)器、摩擦片 式制動(dòng)器等，由于發(fā)熱量大，一般多用于小功率的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。 （ 2）封閉功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái) 通過機(jī)械或電氣 控制方法將實(shí) 驗(yàn)臺(tái)中的能量構(gòu)成一封閉循環(huán)系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰康难h(huán)利用，可大大 減小實(shí)驗(yàn)臺(tái)的能量消耗，節(jié)省能源。采用這種原理設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)被稱為封閉功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)。根據(jù)構(gòu)成封閉功率流方法的不同，它又可分為電封閉功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)和機(jī)械封閉功率 流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)兩大類型。 常用的電封閉功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)的基本構(gòu)成如圖 3示， 它是只利用 機(jī)械方法構(gòu)成的能量封閉循環(huán)系統(tǒng)，其機(jī)構(gòu)及原理如 下圖 圖 3械封閉功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái) 結(jié)構(gòu) 1 2 3 4 5通過實(shí)驗(yàn)臺(tái)在實(shí)際研究，開放功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)適用于中、小功率實(shí)驗(yàn)件的實(shí)驗(yàn)，而封閉功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)則適用于大功率大轉(zhuǎn)矩實(shí)驗(yàn)件的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)我們研究對(duì)象來說，從教學(xué)和學(xué)校實(shí)驗(yàn)的情況可以分析，不必使用大功率的轉(zhuǎn)矩 ，從這個(gè)角度可以選擇開放功率流式實(shí)驗(yàn)臺(tái)， 按臺(tái)架設(shè)計(jì)不同分為立式和平板式試驗(yàn)臺(tái)兩種。 根據(jù)我們實(shí)際的實(shí)驗(yàn)設(shè)備來看，選擇第一種方案是比較實(shí)際的，并且在實(shí)際的運(yùn)用中也比較方便可行，而第二種方案使用的場合是大功率大轉(zhuǎn)矩實(shí)驗(yàn)件的實(shí)驗(yàn)中，我們 離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，不需要這么大的大功率，只要能實(shí)現(xiàn)我們檢測的效果即可，這樣也節(jié)省了能源。減少了功率消耗，實(shí)現(xiàn)資源合理配置。 合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 合器的選用 離合器是使傳動(dòng)軸分離與接合的部件，其離合作用可以靠摩擦、嚙合或其他方式，操縱方法可以是機(jī)械的、電磁的或液壓的。離合器的分類見下表 3 3合器的分類 類型 變型或附屬型 自動(dòng)或可控 是否可逆 典型應(yīng)用 機(jī)械式 剛性 牙嵌 齒型 轉(zhuǎn)鍵 滑鍵 拉鍵 可控 可控 可控 可控 可控 是 是或否 是 是 是 農(nóng)用機(jī)械、機(jī)床等 通 用機(jī)械傳動(dòng) 曲軸壓力機(jī) 一般機(jī)械 小型矩機(jī)械傳動(dòng) 摩擦 干式單片 濕式單片 干式多片 濕式多片 錐式 漲圈 扭簧 可控 可控 可控 可控 可控 是 是 是 是 是 拖拉機(jī)、汽車 汽車、工程機(jī)械、機(jī)床 機(jī)械傳動(dòng) 機(jī)械傳動(dòng) 機(jī)械傳動(dòng) 離心 自由閘快式 彈簧閘快式 鋼球式 自動(dòng) 自動(dòng) 自動(dòng) 否 否 是或否 離心機(jī)、壓縮機(jī)、攪拌機(jī) 低起動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳動(dòng) 特殊傳動(dòng) 超越 滾柱式 棘輪式 螺旋彈簧式 同步切換式 自動(dòng) 自動(dòng) 自動(dòng) 自動(dòng) 自動(dòng) 否 否 否 否 否 升降機(jī)、汽車 農(nóng)機(jī)、自行車等 飛輪驅(qū)動(dòng)、 飛機(jī) 高轉(zhuǎn)矩傳動(dòng) 發(fā)電機(jī)組等 通過對(duì)剛性、摩擦式、離心式、超越式這四種離合器的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析、比較，可以選出適合我們需要的一種（即 適合汽車使用的一種），下面我們對(duì)其進(jìn)行介紹、分析。 （ 1）剛性離合器 剛性離合器的結(jié)構(gòu)簡單，零件數(shù)量少，主要?jiǎng)傂栽M成，都是通過杠桿機(jī)構(gòu)操縱從動(dòng)半離合器進(jìn)行分離，剛性離合器適宜用于主從動(dòng)軸要求完全同步轉(zhuǎn)動(dòng)的軸系， 只能在靜止或圓周速度差小于 轉(zhuǎn)速差小于 100 150r 通過選用守則不難發(fā)現(xiàn)，剛性離合器主要用于農(nóng)用機(jī)械、機(jī)床、小型矩機(jī)械、曲軸壓力機(jī)等 。其主要特點(diǎn)是由于是剛性接合，只能在靜止或低速差下進(jìn)行接合，運(yùn)動(dòng)接合，如轉(zhuǎn)速差太高，不但沖擊大，而且可能造成剛性元件的損壞， 適宜于轉(zhuǎn)速差不大， 在帶載荷 進(jìn)行接合，且傳遞轉(zhuǎn)矩較大的機(jī)械主傳動(dòng)或變速機(jī)械的傳動(dòng)軸系。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 （ 2）摩擦式離合器 摩擦式離合器是利用主從動(dòng)盤片間產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩來傳遞工作轉(zhuǎn)矩的，從結(jié)構(gòu)上分為干式、濕式、錐式、扭簧式，在這幾種離合器當(dāng)中，在實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中，使用最廣泛的是干式和濕式兩種， 該結(jié)構(gòu)的離合器為常開式，接合平穩(wěn) 、柔順，可用于傳遞轉(zhuǎn)矩范圍為 15 3000N 特別是圓盤摩擦片離合器最為常用，它是利用摩擦片或摩擦盤作為接合元件，結(jié)構(gòu)形式多。傳遞轉(zhuǎn)矩大，安裝調(diào)整方便。摩擦材料種類多，能保證在不同工況下，具有良好的工作性能。兩軸可在任意大小轉(zhuǎn)速差的工況下結(jié)合和分離（特別是能在高速下進(jìn)行平穩(wěn)離合），并可通過改變摩擦盤間的壓力調(diào)節(jié)從動(dòng)軸繁榮加速時(shí)間，減少接合的沖擊 振 動(dòng) 。過載時(shí)摩擦面間將打滑，具有安全保護(hù)作用。但接合過程有摩擦發(fā)熱。同時(shí)還有調(diào)整摩擦面間隙。廣泛應(yīng)用于 汽車、機(jī)床、建筑、輕工和紡織等機(jī)械中。 （ 3）離心式離合器 離心式離合器主要是由主動(dòng)件、離心體和從動(dòng)件三部分組成。 它靠主動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)使離心體產(chǎn)生離心慣性理。通過離心體與從動(dòng)件的摩擦傳遞動(dòng)力，并實(shí)現(xiàn)接合和分離。它有以下幾個(gè)特點(diǎn)； （一） 它是靠離心力加壓、摩擦力傳遞動(dòng)力，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于離心體與從動(dòng)件在該工作轉(zhuǎn)速下的極限摩擦力矩時(shí)，離心體就與從動(dòng)件打滑，動(dòng)力傳遞中斷，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩下降到小于極限摩擦力轉(zhuǎn)矩時(shí)，主動(dòng)件和離心體與從動(dòng)件又自動(dòng)恢復(fù)接合。因此，離心離合器也具有安全離合器的功能，屬于摩擦式安全離合器中的離 心加壓一類。 （二） 離心離合器在啟動(dòng)及超載過程中伴有摩擦發(fā)熱和摩擦副的磨損，并消耗部分能量，所以，它不宜用于啟動(dòng)頻繁和啟動(dòng)過長的場合。 (三 )由于離心體與從動(dòng)件的摩擦力矩是隨離合器的主動(dòng)件轉(zhuǎn)速的提升而增大，所以采用離心離合器就近似于空載開始啟動(dòng)，隨著動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速的上升將工作機(jī)的負(fù)載以漸增的方式施加到動(dòng)力機(jī)，因而可獲得工作機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)的效果。由于自身的特點(diǎn)，它的應(yīng)用范圍主要是在 底起動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。如離心機(jī)、壓縮機(jī)、攪拌機(jī)中。 （ 4）超越式離合器 超越是利用主、從動(dòng)部分方的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化，或回轉(zhuǎn)方向的變換而自 動(dòng)接合和脫開的離合器。它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易的優(yōu)點(diǎn)，但工作時(shí)有沖擊和噪聲，一般用于低速傳動(dòng)，且接合位置常受限制，外廊尺寸也較大 。摩擦式超越離合器具有體積小、傳遞轉(zhuǎn)矩大、接合平穩(wěn)、無噪聲、可在主從動(dòng)部分有高轉(zhuǎn)速差時(shí)接合等優(yōu)點(diǎn)。這種離合器的工作范圍較寬，傳遞轉(zhuǎn)矩可達(dá) 200000N m，工作轉(zhuǎn)速一般買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 不超過 3000r 特殊條件下可達(dá) 45000 r 種離合器對(duì)制造精度要求高，并且制造精度對(duì)其工作性能有較大的影響，其工作面的尺寸精度一般要求在二級(jí)以上，表面粗糙度數(shù)值低于 通過對(duì) 剛性離合器、摩擦式離合器、離心式離合器和超越式離合器性能的比較，可以看出剛性離合器主要的特點(diǎn)是沖擊很大，這對(duì)于汽車經(jīng)常離合的情況，如果選用它， 離合器的磨損很大，并且 這對(duì)汽車的使用壽命有很大的影響， 所以不能選用。離心式離合器中最致命的缺點(diǎn)是離心離合器在啟動(dòng)及超載過程中伴有摩擦發(fā)熱和摩擦副的磨損，并消耗部分能量，所以，它不宜用于啟動(dòng)頻繁和啟動(dòng)過長 的場合。我們從這一點(diǎn)就可以排除它，因?yàn)?汽車在實(shí)際的使用中接合比較頻繁，而離心式離合器的摩擦熱和摩擦副的磨損，對(duì)汽車的使用性能有極大的損害。普通的超越離合器其沖擊和噪聲較大，而且只適用于低速傳動(dòng)，接合位置也常受限制，外廊尺寸也較大，這在汽車上的使用很不方便，所以不可能選用，而對(duì)于摩擦式超越離合器的特點(diǎn)，讓我們無法選擇它，因?yàn)樵谖覀兂Ｓ玫募彝マI車來說，使用這樣的離合器，從經(jīng)濟(jì)上來說，過于昂貴， 并不可能被使用，從傳遞的轉(zhuǎn)矩來看，用在我們小汽車上，確實(shí)浪費(fèi)。 我們選用摩擦式離合器，其主要原因是 它接合平穩(wěn)、 柔順，可用于傳遞轉(zhuǎn)矩范圍為 15 3000N m 的場合，安裝調(diào)整方便。能保證在不同工況下，具有良好的工作性能。兩軸可在任意大小轉(zhuǎn)速差的工況下結(jié)合和分離（特別是能在高速下進(jìn)行平穩(wěn)離合），并可通過改變摩擦盤間的壓力調(diào)節(jié)從動(dòng)軸繁榮加速時(shí)間，減少接合的沖擊振動(dòng)。過載時(shí)摩擦面間將打滑，具有安全保護(hù)作用 。 合器尺寸的確定 計(jì)算方法來源通過選用離合器的種類，可以的出離合器的尺寸，從而查得化學(xué)工業(yè)出版社阮忠唐主編的聯(lián)軸器、離合器設(shè)計(jì)與選用，這為設(shè)計(jì)離合器實(shí)驗(yàn) 臺(tái)主要提供了依據(jù)，再由傳感器的選用，我們可以合理安排實(shí)驗(yàn)臺(tái)的尺寸，由西安電子科技大學(xué)出版社郁有文主編的傳感器原理及工程應(yīng)用 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 3許用轉(zhuǎn)矩 T/ 式 I 軸徑 5 22 32 45 45 48 尺 寸 D d1 a 1 L C E M B 0 90 100 125 135 150 35 50 60 72 72 72 45 60 70 85 85 85 55 75 85 100 100 100 25 35 83 50 108 108 56 83 60 98 50 50 37 60 35 70 70 76 28 46 46 8 4 6 6 10 10 10 18 24 24 32 32 32 10 10 10 15 15 15 摩擦面對(duì)數(shù) Z 6 10 10 10 8 10 摩擦面直徑 外徑 54 67 78 98 108 123 內(nèi)徑 34 50 60 72 78 84 接合力 /N 100 120 180 250 250 300 壓緊力 /N 1260 1430 1940 3250 9000 6250 表 3過上表 ,我們可以比較一下 ,在實(shí)際的測試過程中 ,選擇第一組數(shù)據(jù) ,就可以滿足實(shí)驗(yàn)的要求 ,我們主要的目的 檢測實(shí)驗(yàn)臺(tái)性能指標(biāo) ,進(jìn)而我們可以通過計(jì)算實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)際尺寸 , 由于在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上力矩的大小對(duì)我們?nèi)〉玫膶?shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響 ,第一組數(shù)據(jù)更利于我們實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 。 許用轉(zhuǎn)矩 T/20 軸徑 15 70mm 35mm a 45mm 551 25 56 37 28文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 M 4 181 10擦面對(duì)數(shù) Z： 6擦面內(nèi)直徑 ： 34擦面外直徑 ： 54合力 /N： 100 壓緊力 /N： 1260 選擇 我們首先從我國常用的幾種電動(dòng)機(jī)中選擇一種， 通過查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，從同種類型中選擇適合我們使用的一種，如下表所示來看， 根據(jù)汽車的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，我們可以模擬在實(shí)際中的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，通過電動(dòng)機(jī)代替發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力源，有利地實(shí)現(xiàn)離合器 在轉(zhuǎn)動(dòng)中分離的工作過程，能充分完成實(shí)驗(yàn)臺(tái)所要設(shè)計(jì)的效果。 我們通過以下幾種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行 比較，從中選取最適合我們實(shí)際需要的一種。 通過電動(dòng)機(jī)各種性能指標(biāo)的比較可以從以下幾個(gè)方面 （一） 電動(dòng)機(jī)的類型特點(diǎn) 根據(jù)我國設(shè)計(jì)的 Y 系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉扇冷電動(dòng)機(jī)，其機(jī)構(gòu)簡單，工作可靠，價(jià)格低廉、維護(hù)方便、。適用于不宜燃、 無腐蝕性氣體和特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等，由于啟動(dòng)性能較好，也適用于某些要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的機(jī)械，如壓縮機(jī)等，在經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的場合，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用三相方案 電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 額定功率 ， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 異步電動(dòng)機(jī) 型） 線型） （二） 電動(dòng)機(jī)的容量 電動(dòng)機(jī)的容量選得合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性能都有影響，容量小于工作要求，就不能保證工作機(jī)的正常工作，或使 電動(dòng)機(jī)長期過載而過早損壞；容量過大則使電動(dòng)機(jī)價(jià)格過高，能力又不能充分利用，由于經(jīng)常不滿載運(yùn)行。效率和功率因素都較低，增加電能消耗，造成很大浪費(fèi)。 根據(jù)我們實(shí)驗(yàn)臺(tái)的要求，以及離合器的配置可以看出，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速必須在 1000 電動(dòng)機(jī)的容量主要是根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來決定的，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。運(yùn)行狀態(tài)有三種，即長期連續(xù)運(yùn)行和重復(fù)短時(shí)運(yùn)行。 （三） 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 容量相 同的同類電動(dòng)機(jī)，有幾種不同的轉(zhuǎn)速系列供使用者選擇，如三相異步電動(dòng)機(jī)常用的有四種同步轉(zhuǎn)速，即 3000、 1500、 1000、 750r/應(yīng)的電動(dòng)機(jī)定子繞組的極對(duì)數(shù)為 2、 4、 6、 8）。同步轉(zhuǎn)速為由電流頻率于極對(duì)數(shù)而定的磁場轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)空載時(shí)才可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速都低于同步轉(zhuǎn)速。 為合理設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置，根據(jù)工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速要求和各傳動(dòng) 副的合理傳動(dòng)比范圍，可推算出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍，即 通過以上的比較，我們選擇方案二， 通過比較和論證，我們選用這個(gè)型號(hào)的電動(dòng)機(jī)主要考慮是，在實(shí)際的應(yīng)用方面，實(shí)驗(yàn) 臺(tái)上的使用是通過教學(xué)和科研來使用的，不是在實(shí)際生活中使用，使用上的要求不一定像理論上那么高，所以選用這種電動(dòng)機(jī)不叫安全可靠，主要是比較便于教 學(xué) 型號(hào) 額定功率 載時(shí) 啟動(dòng) 流 額定電流 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 960 4 電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸列于下表 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 中心高度 H 外形尺寸 L*(+ 安裝尺寸 A*B 地腳螺旋 栓孔直徑 K 軸伸尺寸 D*E 娤鍵部位尺寸 F*32 515*345*315 216*178 12 38*80 10*41 隨著技術(shù)的不斷發(fā)展 ，在工程實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中， 檢測各種信息的手段通過傳感器的應(yīng)用，變得更加方便快捷，下面我們簡單介紹一下在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上可能選用的幾種檢測力的傳感器。 (1)應(yīng)變式 壓力 傳感器 應(yīng)變式壓力傳感器主要用來測量流量介質(zhì)的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)壓力。如動(dòng)力管道設(shè)備的進(jìn)出口氣體或液體的壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的壓力、槍管及炮管內(nèi)部的壓力、內(nèi)燃機(jī)管道的壓力等。 應(yīng)變式壓力傳感器大多采用膜片式或筒式彈性元件。圖 4片式壓力傳感器，應(yīng)變片貼在膜片內(nèi)壁，在壓力 P 作用下，膜片產(chǎn)生徑向應(yīng)變 和切向應(yīng)變 ，表達(dá)式分別為 2 2 223 (1 ) ( )8 式中 :R、 a x m a x m a ; 0 , 2r t t r r 離圓心 的徑向距離。 由應(yīng)力分布圖可知，膜片彈性元件承受壓力 p 時(shí)，其應(yīng)變變化曲線的特點(diǎn)為：當(dāng)0, 時(shí) m ax m 當(dāng) 時(shí)， m a 2t r r 2 2 223 ( 1 ) ( 3 )8 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 根據(jù)以上特點(diǎn)，一般在平膜片圓心處切向粘貼 個(gè)應(yīng)變片，在邊緣處沿徑向粘貼 后接成全橋測量電路。 (2)電容式壓力傳感器 圖所示為差動(dòng)電容式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)圖，圖中所示膜片為動(dòng)電極，兩個(gè)在凹形玻璃上的金屬鍍層為固定電極 ，構(gòu)成差動(dòng)電容器 。 當(dāng)被測壓力或壓力差作用于膜片并產(chǎn)生位移時(shí)，所形成的兩個(gè)電容器的電容量，一個(gè)增大，一個(gè)減小。該電容值的變化經(jīng)測量電路轉(zhuǎn)換成與壓力或壓力差相對(duì)的電流或電壓的變化。 (3)壓阻式壓力傳感器 壓阻式壓力傳感器的壓力敏感元件是壓阻元件，它是基于壓阻效應(yīng)工作的，所謂壓阻元件實(shí)際上是指在半導(dǎo)體材料的基片上用集成電路工藝制成的擴(kuò)散電阻，當(dāng)它收外力作用時(shí)，其阻值由于電阻率的變化而變化，擴(kuò)散電阻 正常工作時(shí)所需依附于彈性元件，常用的是單晶硅膜片。 圖 4示意圖，壓阻芯片采用周邊固定的硅環(huán)結(jié)構(gòu)，封裝在外殼內(nèi)，在一塊圓形的單晶硅膜片上，布置四個(gè)擴(kuò)散電阻，兩片位于受壓應(yīng)力區(qū)，另外兩片位于受拉應(yīng)力區(qū)，它們組成一個(gè)全橋測量電路。硅膜片用一個(gè)圓形硅杯固定，兩邊有兩個(gè)壓力腔，一個(gè)和被測壓力相連接 的高壓腔，另一個(gè)是低壓腔，接參考?jí)毫?，通常和大氣相遇，?dāng)存在壓差時(shí)，膜片產(chǎn)生變形，使兩對(duì)電阻的阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，其輸出電壓反映膜片兩邊承受的壓差大小。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 圖 4壓阻式壓力傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是體積小，結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)態(tài)響應(yīng)業(yè)好，靈敏度高，能測出十幾帕斯 卡的微壓，它是一種比較理想，目前發(fā)展較為迅速和應(yīng)用較為廣泛的一種壓力傳感器。 通過比較論證， 應(yīng)變式壓力傳感器所測量的是壓力較大的場合，如發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的壓力、槍管及炮管內(nèi)部的壓力、內(nèi)燃機(jī)管道的壓力，而根據(jù)我們的需要，我們檢測的是一般比較小的壓力，對(duì)于 壓阻式壓力傳感器 來說， 我們可以選用第三種傳感器，以便我們?cè)谑褂蒙系靡詼y量出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，對(duì)我們分析離合器的性能時(shí)，理論數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。 (1)原始數(shù)據(jù) 離合器的最大直徑 ： D=70合力 :F=100N 壓緊力： 260N 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 高度 h=100驗(yàn)臺(tái)的總寬度為 p=80動(dòng)力 誤差： 2%擦 力示值誤差： 2%動(dòng)機(jī)功率： 4大安全載荷為額定載荷的： 80% 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 表面附著系數(shù)： 作溫度： 75 相對(duì)濕度： 96% 綜合性 復(fù)合檢測板尺寸： 1008078試車速： 20 30km/h 電源： 380V/502A （ 2） 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的各機(jī)構(gòu)的布置計(jì)算 根據(jù)離合器、電動(dòng)機(jī)、傳感器等 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的總長度 L 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 （ 3）實(shí)驗(yàn)臺(tái)架定位 為了更好的觀察離合器的結(jié)構(gòu)和工作過程，我 們可以把 離合器立式安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上， 離合器總成由壓盤總成、摩擦片總成、分離裝置、傳感器裝置和操縱機(jī)構(gòu)組成，并匹配相應(yīng)的輸入、輸出軸。保持原車離合器總成結(jié)構(gòu)；使離合器能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 立式離合器 綜合性能檢測系統(tǒng)的整個(gè)組成結(jié)構(gòu)中最主要的部分為 離合器的工作部分，實(shí)驗(yàn)臺(tái) 板 的設(shè)計(jì)，主 塊板采用的是單 層板結(jié)構(gòu)， 下支架是用來 固定離合器的撥叉以及踏板 ， 下圖為 測試板的底座示意圖， 踏板的上面安裝了壓阻式壓 力傳感器， 摩擦盤上 安裝了壓力傳感器；當(dāng) 離合器在分離、接合時(shí)通過壓 力傳感器可以實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)；當(dāng) 離合器分離 時(shí)， 即踩下踏板時(shí)，離合器分離的力 矩，正好通過傳感器的壓力表來顯示， 從而可以分析在不同的工作階段離合器的受力分析，從而可以在實(shí)際使用 過程中實(shí)際產(chǎn)生的制動(dòng)力大小。 如下 4和 4所示，清楚的表達(dá)了摩擦盤式離合器的裝配圖， 電動(dòng)機(jī)、壓力傳感器在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的 結(jié)構(gòu)分布 情況 ， 我們可以通過圖形 分析離合器的工作過程。 電動(dòng)機(jī)變速箱離合器1傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái) 板圖 4個(gè)部件在平板上的布置圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 圖 4擦盤式離合器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的裝配圖 4. 測試 與 計(jì)算 動(dòng)摩擦系數(shù)以及靜動(dòng)摩擦力矩的測定 將離合器安裝在試驗(yàn)臺(tái)上，使 固定在預(yù)定的位置 中， 因 為減速電機(jī)的轉(zhuǎn)矩大，而速度低，可以用來測量摩擦盤式 離合器的靜摩擦力矩和靜摩擦系數(shù) 車上的安裝位置，選定臺(tái)架減速電動(dòng)機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速為 1000 離合器進(jìn)行磨合，使摩擦盤接觸面積達(dá)到 80%，再使其處于接合狀態(tài)，使從動(dòng)部分固定 (利用氣壓制動(dòng)器產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力矩，使離合器從動(dòng)部分轉(zhuǎn)速為零 )，然后利用減速電機(jī)自主動(dòng)部分向從動(dòng)部分緩慢地施加扭轉(zhuǎn)負(fù)荷，主動(dòng)部分剛剛開始打滑時(shí)的力矩即為需測量的靜摩擦力矩 次，其中任意兩次的差值不應(yīng)大于3%，取其算術(shù)平均值， 因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大， 而轉(zhuǎn)矩小，可以用來測量 離合器的動(dòng)摩擦系數(shù) :異步電動(dòng)機(jī)在變頻器的控制下起動(dòng)、升速，將發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩時(shí)的轉(zhuǎn)速換算到離合器軸上，當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速并穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)后切斷電源，將離合器變速箱傳感器電動(dòng)機(jī)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 21 從動(dòng)部分固定，按規(guī)定主軸轉(zhuǎn)速強(qiáng)制摩擦傳動(dòng) (主動(dòng)部分在起動(dòng)飛盤的驅(qū)動(dòng)下克服摩擦阻力繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，使摩擦片產(chǎn)生滑摩 )動(dòng)摩擦片瞬時(shí)轉(zhuǎn)速為 1 500 r 其以下各轉(zhuǎn)速點(diǎn)的摩擦力矩，即為被試離合器從動(dòng)部分固定、主動(dòng)部分以不同轉(zhuǎn)速強(qiáng)制滑摩時(shí)的動(dòng)摩擦力 矩，測量次數(shù)不小于 10 次，取其算術(shù)平均值 . 最后按下式計(jì)算摩擦系數(shù) : /iM n p R （ 1） 其中 :n 為實(shí)驗(yàn)臺(tái)主軸轉(zhuǎn)速 r 為溫度為 (373 士 5)K 時(shí)的靜動(dòng)摩擦系數(shù) ; 為溫度為 (373 士 5)K 時(shí)的力矩值 p 為實(shí)驗(yàn)前后軸向壓力的平均值。 R為有效半 徑 m. ( ) / 4R D d （ 2） 式中 :D,d 分別為摩擦片外、內(nèi)徑， m. 合器壓盤軸向壓緊力的測量 軸向壓緊力是離合器總成中彈簧對(duì)摩擦片的壓緊力，即彈簧在總成中的預(yù)壓縮力 ， 離合器摩擦片的接合與分離，是通過氣動(dòng)離合機(jī)構(gòu)來完成的 構(gòu)推動(dòng)離合器從動(dòng)部分，在離合器從動(dòng)部分與主動(dòng)部分分離的過程中，測量推桿位移與力的關(guān)系，在扭矩傳感器信號(hào)突變的時(shí)候的力即為離合器壓盤軸向壓緊力 。 擦盤磨損量的測定 確定實(shí)驗(yàn)載荷相當(dāng)于汽 車滿載常用起步擋在坡道角度為 04 35的坡道上起步時(shí)的當(dāng)量慣量和坡道阻力矩，由磁粉制動(dòng)器轉(zhuǎn)換到離合器軸上，其當(dāng)量慣量按下式計(jì)算 : 22/TJ mR i 其中 :J 為 汽 車處于滿載常用起步擋時(shí)轉(zhuǎn) 換到離合器軸上的當(dāng)量慣量， m 為汽車 最大 允許總質(zhì)量 m; i 為 車 子 處于常用起步擋時(shí)，從離合器到驅(qū)動(dòng)輪的總傳動(dòng)比 。 坡道阻力矩按下式計(jì)算 : 9 . 8 1 /m R i 式中 : 阻力系數(shù)， c o s s i nf a a ； 動(dòng)阻力系數(shù) f =為坡道角度， a = 4035. 使離合器安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，對(duì)離合器進(jìn)行磨合，使摩擦盤接觸面積達(dá)到 80%， 其處于接合狀態(tài)， 然后自主動(dòng)部分向從動(dòng)部分緩慢地施加扭轉(zhuǎn)負(fù)荷，測量靜摩擦力矩 (即開始打滑時(shí)的力矩 )，測量次數(shù)不小于 5 次，其中任意兩次的差值不應(yīng)大于3%，取其算術(shù)平均值卸下離合器，測量摩擦盤厚度重新把離合器安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，并在從動(dòng)軸上配備所需的當(dāng)量慣量及施加所需負(fù)荷 個(gè)循環(huán) (每次接合的買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 22 滑摩 時(shí)間為 ( 0.5s 進(jìn)行連續(xù)模擬起步循環(huán)實(shí)驗(yàn) 。 每接合 測量一次摩擦力矩，并卸下離合器在摩擦盤中徑處測量 其摩擦盤厚度，每次在相同位置測量不少于三點(diǎn)，取其平均值，即為 離合器耐久實(shí)驗(yàn)中的摩擦片磨損量 。 擦力矩計(jì)算 計(jì)算方法來源這種方法主要來源于西安交通大學(xué)鍛壓教研室編曲柄壓力機(jī)教材 1,把它稱為交大法 ,這種方現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用。其中機(jī)械工業(yè)部濟(jì)南鑄鍛所譯板料沖壓機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 2(上海鍛壓機(jī)械廠壓機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 3;由“開式壓力機(jī)設(shè)計(jì)”編寫組著的開式壓力機(jī)計(jì) 4;華中工學(xué)院 (現(xiàn)華中理工大學(xué) )等 5院校合編機(jī)械傳動(dòng)受曲柄壓力機(jī)書中關(guān)于盤式摩擦離合摩擦力矩都采用這種計(jì)算方法。 設(shè)條件 摩擦工作面上各電壓 比 摩擦 工作面上摩擦系數(shù)處處相同 ; 摩擦工作面上各處摩擦量 摩 擦付